导体和半导体之间是如何划分的?

导体和半导体之间是如何划分的?,第1张

一.定义不一样

1.电导体电导体(conductor)就是指电阻不大且便于传导电流的化学物质。电导体中出现很多可随意运动的自由电子称之为自由电子。在外面静电场的作用下,自由电子作定向运动,产生显著的电流量。

2.半导体材料半导体材料(semiconductor),指常温状态导电率能处于电导体(conductor)与绝缘物(insulator)中间的原材料。半导体材料在录音机.电视及其温度测量上拥有普遍的运用。如二极管便是使用半导体材料制作的元器件。

二.归类不一样

1.第一类电导体金属材料是最普遍的一类电导体。金属材料中的原子和里层电子器件组成原子实,标准地排成点阵式,而外面的价电子非常容易摆脱原子的约束而变成自由电荷,他们组成导电性的自由电子。

2.第二类电导体电解质溶液的溶剂或称之为锂电池电解液的熔化电解质溶液也是电导体,其自由电子是正空气负离子。试验发觉,绝大多数纯液态尽管也可以电离度,但电离度水平不大,因此并不是电导体。

3.别的介电质电的绝缘物又称之为电解介质。他们的电阻极高,比合金的电阻大1014倍之上。绝缘物在一些外部标准(如加温.加髙压等)危害下,会被“穿透”,而转换为电导体。绝缘物或电解介质的关键电力学特性体现在氧化还原电位.电极化.耗损和穿透等环节中。

4.半导体材料半导体器件许多,按成分可分成原素半导体材料和有机化合物半导体材料两类。锗和硅是最常见的元素半导体材料;化学物质半导体材料包含第Ⅲ和第Ⅴ族化学物质(氮化镓.磷化镓等).第Ⅱ和第Ⅵ族化学物质(硫化镉.氧化钨等).金属氧化物(锰.铬.铁.铜的金属氧化物)。及其由Ⅲ-Ⅴ族化学物质和Ⅱ-Ⅵ族化学物质构成的离子晶体(镓铝砷.镓砷磷等)。除以上晶态半导体材料外,也有非晶态的夹层玻璃半导体材料.有机化学半导体材料等。

三.特点不一样

1.热敏电阻特点半导体材料的电阻值随环境温度改变会出现显著地更改。2.感光特点半导体材料的电阻对光线的改变十分比较敏感。有阳光照射时.电阻不大;无阳光照射时,电阻非常大。3.夹杂特点在纯粹的半导体材料中,掺人极少量的残渣原素,便会使它的电阻产生巨大的转变。4.半导体材料半导体材料五大特点∶夹杂性,热敏性,光敏性,负电阻温度特点,整流器特点。5.在产生分子结构的半导体材料中,人为因素地掺加特殊的残渣原素,导电率能具备可预测性。6.在阳光照射和辐射热标准下,其导电率有显著的转变。

“在半导体中,只有电子能导电”这句话对吗?可能大部分人都会认为这句话是错的.“导体和半导体的区别在于前者只有电子参与导电,而后者既有电子又有空穴参与导电”这句话对吗?可能大部分人都会认为这句话是对的.其依据是:在半导体中同时存在二种载流子:自由电子与空穴,半导体在外电场的作用下,一方面带负电的自由电子定向移动形成电子电流,另一方面带正电的空穴也会定向移动形成空穴电流.半导体中流过的总电流是这两个电流之和.事实果真如此吗?先来看看什么是空穴?空穴就是半导体的共价键结构中应该有价电子而实际上没有价电子的地方.空穴一般在如下二种情况下形成:一是本征激发(由于半导体本身的温度不是绝对零度,半导体中的某些价电子能够获得足够的能量从而摆脱共价键的束缚,从共价键结构中跑出来变成自由电子,在半导体的共价键结构中便产生了一个空位,形成空穴);二是P型半导体(本征半导体中掺入三价杂质元素时,由于三价杂质元素只能提供三个电子,缺少一个电子,在半导体的共价键结构中便产生了一个空位,形成空穴).当在半导体材料的两端外加电场时,一方面半导体内的自由电子在外电场的作用下会产生定向移动,从而形成电子电流.另一方面在外电场的作用下半导体中的价电子也会从原来的位置跑出来成为自由电子,在外电场的作用下定向移动后又进入到另外的一个空位再次成为价电子,形成了一个不是由原半导体中的自由电子所形成的一个电子电流.这个电流我们暂时称为“价电流”(价电流并非是价电子的移动形成,而是价电子成为自由电子后,定向移动一定距离后又变成价电子的过程中所形成的电流”.“价电流”实际上也是电子电流,只不过不是我们通常认为的半导体内部已经存在的自由电子所形成的罢了.半导体中流过的总电流实际上是电子电流与“价电子”电流共同移动所形成的电流,所以我们的结论是:在半导体内部只能是电子能导电.这便是半导体内部导电的事实.那么,为何现行的电子技术书籍中都会出现空穴带正电,空穴定向移动形成空穴电流这一说法呢?实际上是从另一个角度来分析问题,把“价电子”在半导体内部的定向移动看做是空穴在向与“价电子”移动方向的反方向移动.为了便于理解,教材中一般都是把半导体中“价电子”的移动看成是空穴在移动,价电子的移动方向与空穴的移动方向相反,由于价电子是带负电的,我们就认为空穴带正电的.半导体中流过的总电流就成为了带负电的自由电子移动所形成的电子电流与带正电的空穴移动所形成的空穴电流之和,这便是教材中所描述的半导体内部导电机制.打个很形象的比喻:这就好比在戏院看戏,设戏院共有二十排座位,假设每排只有一个座位,从第二排起到第二十排都坐满了人,只有第一排无人坐,戏开演后,第二排上的观众看见第一排位置无人坐,就从第二排坐到第一排上去,第二排就出现了空位,第三排上的观众又坐到第二排去,依次类推,原来第一排是空位子,后来第二排是空位子,再后来第三排是空位子,最后的空位置出现在第二十排,空位置从第一排到了第二十排,是观众的移动造成的,位子本身并不会移动.说的再形象点,电子好比是萝卜,空穴好比是坑,我们常常说一个萝卜一个坑,萝卜可以拔走,但留下的坑确是没法动的.因次,实际上空穴本身是不会移动的,更谈不上带电.我们的结论是:“在半导体中,只有电子能导电”这句话确确实实是正确的(第二个问题也清楚了).


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