什么是半导体?

什么是半导体?,第1张

半导体(Semiconductor)是一种电导率在绝缘体至导体之间的物质,其电导率容易受控制,可作为信息处理的元件材料。

从科技或是经济发展的角度来看,半导体非常重要。很多电子产品,如计算机、移动电话、数字录音机的核心单元都是利用半导体的电导率变化来处理信息。

常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

硅基半导体自旋量子比特以其长量子退相干时间和高 *** 控保真度,以及与现代半导体工艺技术兼容的高可扩展性,成为量子计算研究的核心方向之一。

锗、硅、硒、砷化镓、许多金属氧化物和金属硫化物等。其导电性介于导体和绝缘体之间的半导体称为半导体。

半导体有一些特殊的性质。例如,可以利用半导体的电阻率与温度的关系来制作热敏元件(热敏电阻),用于自动控制;利用其光敏特性,可制成光敏元件用于自动控制,如光电池、光电池、光敏电阻等。

半导体还有一个最重要的特性。如果在纯半导体物质中适当掺入少量杂质,其电导率将增加数百万倍。这一特性可用于制造各种半导体器件,如半导体二极管、三极管等。

当半导体的一面做成P型区,另一面做成N型区时,在结附近形成一层具有特殊性质的薄层,一般称为PN结。图的上半部分分为P型半导体和N型半导体界面两侧的载流子扩散(用黑色箭头表示)。中间部分是PN结的形成过程,表示载流子的扩散效应大于漂移效应(蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场方向)。下部是PN结的形成。代表扩散和漂移之间的动态平衡。

1、形成原因不同

在半导体中掺入施主杂质,就得到N型半导体;施主杂质:周期表第V族中的某种元素,例如砷或锑。

在半导体中掺入受主杂质,就得到P型半导体;受主杂质:周期表中第Ⅲ族中的一种元素,例如硼或铟。

2、导电特性不同

P型半导体的导电特性:它是靠空穴导电,掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能也就越强。

N型半导体的导电特性:掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能也就越强。

3、定义不同

N型半导体,也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。 “N”表示负电的意思,取自英文Negative的第一个字母。在这类半导体中,参与导电的 主要是带负电的电子,这些电子来自半导体中的施主。

P型半导体,也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。由于P型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故P型半导体呈电中性。

主要特点:

半导体五大特性∶掺杂性,热敏性,光敏性,负电阻率温度特性,整流特性。

在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。

在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。

晶格:晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,称为晶格。

共价键结构:相邻的两个原子的一对最外层电子(即价电子)不但各自围绕自身所属的原子核运动,而且出现在相邻原子所属的轨道上,成为共用电子,构成共价键。


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