想知道半导体是什么?

想知道半导体是什么?,第1张

半导体(semiconductor)指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。

发现历史:

1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。

不久,1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特性。

以上内容参考:百度百科——半导体

常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,叫做半导体。

把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等,称为绝缘体。

把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。半导体的分类,按照其制造技术可以分为:集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。半导体室温时电阻率约在10E-5~10E7欧·米之间,温度升高时电阻率指数则减小。

半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。

简单来说,绝缘体理论上是不导电的,就是说你随便怎么加电,都没有电流产生,因为绝缘体中是没有自由电子;导体导电性好,只要加电,就会产生电流,因为导体中有大量的自由电子,在电场作用下朝一个方向移动,产生电流;半导体相对复杂一些,不同的半导体导带中的自由电子数量不一样(虽然不同导体自由电子也不一样,但平均来说,半导体的自由电子量级是远远低于导体),如本征半导体,导电性非常差,因为电子和空穴的数目相等,而掺杂半导体根据掺杂类型的不同,P型中空穴较多,N型中电子较多,这样在电场作用下就会产生电流。

深入到具体理论,需要从能带角度来解释,这个相对要深一些。本征半导体在绝对零度是不导电的,因为导带中没有电子,在温度、光照等作用下,价带电子跃迁到导带形成自由电子,价带中形成空穴,这就是电子空穴对;掺杂半导体杂质原子提供电子或空穴。而导体的导带是半满带,本身就有大量自由电子,不需要激发跃迁,所以导电性好。绝缘体因为禁带宽度很大,因此价带上的电子很难跃过禁带跃迁到导带,导带上没有电子就不导电。


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