半导体基础知识

1. 导体：容易导电的物体。如：铁、铜等

2. 绝缘体：几乎不导电的物体。如：橡胶等

3. 半导体：半导体是导电性能介于导体和半导体之间的物体。在一定条件下可导电。 半导体的电阻率为10-3～109 Ω·cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。

半导体特点：

1) 在外界能源的作用下，导电性能显著变化。光敏元件、热敏元件属于此类。

2) 在纯净半导体内掺入杂质，导电性能显著增加。二极管、三极管属于此类。

2.1.2 本征半导体

1.本征半导体——化学成分纯净的半导体。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。电子技术中用的最多的是硅和锗。

硅和锗都是4价元素，它们的外层电子都是4个。其简化原子结构模型如下图：

外层电子受原子核的束缚力最小，成为价电子。物质的性质是由价电子决定的 。

外层电子受原子核的束缚力最小，成为价电子。物质的性质是由价电子决定的 。

2.本征半导体的共价键结构

本征晶体中各原子之间靠得很近，使原分属于各原子的四个价电子同时受到相邻原子的吸引，分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。如下图所示：

硅晶体的空间排列与共价键结构平面示意图

3.共价键

共价键上的两个电子是由相邻原子各用一个电子组成的，这两个电子被成为束缚电子。束缚电子同时受两个原子的约束，如果没有足够的能量，不易脱离轨道。因此，在绝对温度T=0°K（-273°C）时，由于共价键中的电子被束缚着，本征半导体中没有自由电子，不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电

粘度 是用来定义流体内部（流动）阻力大小的一个专业术语，由分子吸引力引起的流体内部摩擦，使其阻挡流动倾向。

当施加一个（剪切）外力与流体上，就可以观测到这个阻力大小；阻力越大，需要越大的剪切外力去驱使流体流动；这个剪切力可以用来定义粘度。直观表现就是矿泉水比番茄酱容易倒出。

单位： cP、Pa.S 1 cP = 1 mPa·s 1 P = 100 cP 1 Pa·s = 1,000 mPa·s

不同的剪切外力作用下，按受到阻力变化状况（粘度）将流体可以分为：

1. 牛顿流体： 粘度与剪切速率和时间无关，典型的是气体，水

2. 非牛顿流体： 粘度与剪切速率&压力相关，不同条件下，粘度会变化，比如导电胶，石油树脂等

- 在特殊参数条件下测得的粘度称之为"表观粘度“

- 半导体封装胶黏剂是典型的非牛顿型流体，具有剪切变稀的行为

2.粘度的测试方法：

原理：通过转子转动流体，粘度仪的转子施加的扭矩与被测样品的分子内部摩擦力(即粘度)正相关，通过检测转子受力换算出样品粘度

胶黏剂市场主流的测试设备是俩种 Brookfield 的粘度仪器和TA的流变仪，前者是市场应有广泛，价格实惠；后者准确性和再现性出色，但价格是前者的几倍

-2.1)Brookfield 粘度仪

Broofield 粘度仪市场占有量大，精度在±1.0%的全量程范围内， 重现性在±0.2% ， 工作温度范围从5°C到80°C，基本可以满足市场测试需求

Brookfield 粘度仪原理

Brookfield 的根据测试设备型号不同，转子不同形成了一系列覆盖各个粘度范围的配套成熟产品：

- Brookfield 粘度仪是在固定剪切速率下测试产品粘度，

-目前常用的一套是：DV2THBCP（工作台）+ CPA51(转子）

希望可以帮到你

一、半导体基本概念

1、半导体及其导电性能

根据物体的导电能力的不同，电工材料可分为三类：导体、半导体和绝缘体。

半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料，半导体的电阻率为10-3～10-9 cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。

半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化；往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时，会使它的导电能力具有可控性，这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。 2、本征半导体的结构及其导电性能

本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”，它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时，本征半导体不导电。 3、半导体的本征激发与复合现象

当导体处于热力学温度0 K时，导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电，成为自由电子。这一现象称为本征激发（也称热激发）。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。

游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合。 在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡，此时，载流子浓度一定，且自由电子数和空穴数相等。 4、半导体的导电机理

自由电子的定向运动形成了电子电流，空穴的定向运动也可形成空穴电流，因此，在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子（即载流子），这是半导体的特殊性质。空穴导电的实质是:相邻原子中的价电子（共价键中的束缚电子）依次填补空穴而形成电流。由于电子带负电，而电子的运动与空穴的运动方向相反，因此认为空穴带正电。

5、杂质半导体

掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体是半导体器件的基本材料。在本征半导体中掺入五价元素（如磷），就形成N型（电子型）半导体；掺入三价元素（如硼、镓、铟等）就形成P型（空穴型）半导体。杂质半导体的导电性能与其掺杂浓度和温度有关，掺杂浓度越大、温度越高，其导电能力越强。

在N型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

多子（自由电子）的数量＝正离子数＋少子（空穴）的

数量

在P型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。

多子（空穴）的数量＝负离子数＋少子（自由电子）的

数量

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