半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件(热敏电阻);利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件,像光电池、光电管和光敏电阻等。
半导体还有一个最重要的性质,如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件,如半导体二极管、三极管等。
把一块半导体的一边制成P型区,另一边制成N型区,则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层,一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用(用黑色箭头表示)。中间部分为PN结的形成过程,示意载流子的扩散作用大于漂移作用(用蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场的方向)。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。
半导体是电子元件的主要原材料。它以硅、砷、锗、镓等为半导体材料,是一种介于导体和绝缘体之间的材料,是所有电子元件生产的最佳材料,其导电性能随温度升高而增加,与金属导体的性能相反,使用电子三极管,可产生电子频率放大和缩小的功能,常用的电子三极管有PNP和NPN。现代它的用途非常广泛,如1c集成电路、手机芯片、电子二极管、晶体管、电阻、电子元件等,制成的晶体管通常被称为锗管、硅管型,随着科学家对半导体材料的不断开发,新材料如砷化镓,用它开发的微波和光电电子元件都促进了现代微波和光电技术的发展。
导体是通电的,绝缘体是不通电的。介于两者之间的是半导体。你可以在初中化学的周期表中看到它。具体来说就是半导体。举个例子。普通铜线可以通电,但通电的能量不易控制,绝缘体不通电,但也不易控制绝缘程度。半导体本身就介于两者之间。其优点是,人们可以控制它的带电程度。
现在大多数电子产品都是由硅半导体制成的,常用的有,二极管、音频、晶闸管、自动控制的各种传感器(光、磁、力温度...)、显示屏、集成电路等。半导体中的杂质对电阻率的影响非常大,但如果在具有晶体结构的半导体中人为地掺入特定的杂质元素,其导电性是可以控制的。有了半导体,才有了晶体管,有了晶体管,才有了集成电路,半导体是集成电路的基础。应用最广泛、商业上最成功的半导体材料是硅。在集成电路的平面工艺中,硅更容易实现氧化、光刻、扩散等工艺,更方便集成,其性能也更容易控制。
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