pn结具有单向导电性。
PN结具有单向导电性,是电子技术中许多器件所利用的特性,例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。
N型半导体(N为Negative的字头,由于电子带负电荷而得此名):掺入少量杂质磷元素(或锑元素)的硅晶体(或锗晶体)中,由于半导体原子(如硅原子)被杂质原子取代,磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键,多出的一个电子几乎不受束缚,较为容易地成为自由电子。于是,N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体,其导电性主要是因为自由电子导电。
P型半导体(P为Positive的字头,由于空穴带正电而得此名):掺入少量杂质硼元素(或铟元素)的硅晶体(或锗晶体)中,由于半导体原子(如硅原子)被杂质原子取代,硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候,会产生一个“空穴”,这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”,使得硼原子成为带负电的离子。这样,这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”(“相当于”正电荷),成为能够导电的物质。
PN结是由一个N型掺杂区和一个P型掺杂区紧密接触所构成的,其接触界面称为冶金结界面。
在一片完整的硅片上,用不同的掺杂工艺使某一边形成N型半导体,另一边形成P型半导体,那么就在两种半导体交界面就形成了PN结:PN皆有单向导电的特性,即:争相导通,反向截止。
pn还可以反向饱和漏电或击穿导体,也是晶体管和集成电路最基础、最重要的物理原理,所有以晶体管为基础的复杂电路的分析都离不开它。比如二极管就是基于PN结的单向导通原理工作的;而一个PNP结构则可以形成一个三极管,里面包含了两个PN结。二极管和三极管都是电子电路里面最基本的元件。
半导体PN结温度传感器是利用晶体二极管或三极管PN结的结电压随温度变化的原理制成的。二极管温度传感器的特性是随着温度的升高,其正向特性曲线左移,即正向压降减小,故成负温度系数;反向特性曲线下移,即反向电流增大。一般在20°C附近,温度每升高1°C,其正向压降减小2~2.5mV,基本上呈线性关系,比例系数约为-2mV/K。PN结的反向电流是随温度呈指数规律变化。硅二极管的电流方程为:I=I0eqv/2KTI0=f(T)T3/2e-Eg/2KTI=f(T)T3/2e(qv-Eg)/2KT令S=f(T)T3/2V=Eg/q-2KT/q(LnS-LnI)VF=Vgo-C1KT/qPN结温度传感器的优点在于具有较好的线性度、尺寸小、响应快、灵敏度高。但它的测温范围比较窄,一般在-50到150℃。半导体有什么好处 为什么要用半导体, 为什么要使用半导体而不是导体半导体是介于导体与绝缘体之间的材料。但半导体有个特性是导体和绝缘体所没有的,那就是可以做成两种不同特性的基片,再把这两种基片结合到一起就可体现绝缘和导体交替的特性,如二极体反向绝缘,正向导电,三极体通过一个控制端可让其导电就导电,让其绝缘就绝缘。所以就容易成为可以控制的器件,由此制作了很多电子产品
晶片为什么要用半导体作?矽做为半导体,可以有很多特殊的功能.在高纯的矽加些别的微量元素可以有独特的作用,比如做2J管.3J管,实际上很多硬体都是由各种电子元件构成的 ,其中不缺乏2.3J电晶体.
什么叫杂质半导体?杂质半导体有哪几种?为什么要往纯净的半导体中掺入杂质?本征半导体经过掺杂就形成杂质半导体,一般可分为n型半导体和p型半导体,半导体中的杂质对电导率的影响,本征半导体掺杂后形成的P型或N型半导体,是制造积体电路,二极体电晶体的必须材料 :baike.baidu./view/1003023.?wtp=tt
导体和半导体有什么区别 半导体也能导电为什么不叫导体导体,一般指金属,其在常温下的金属晶体结构与晶体矽等半导体是大不相同的,虽然名义上金属在非化合态的时候电子轨道最外层也有1-4个电子在围绕原子核高速旋转,看起来是受原子核严密控制的,但实际上金属晶体的结构却十分松散,金属原子之间可以滑动,这就是为什么金属有或多或少的延展性,而电子们的活动就更为自由,当有外电压的作用时,他们就会发生定向移动,形成电流.半导体晶体的内部结构相比之下就牢固得多,特别是体现在原子核对其外层电子的作用力较强,当电子离开原子核的时候,原子核对电子原来的作用力就在原先电子存在处形成了"力量真空",就是我们所说的空穴.而金属的力量相比之下小得多,当失去电子之后就不能认为出现了"力量真空”。所以,只有在描述半导体导电原理是才引入“空穴”这个概念(清华资源)
本征半导体与参杂半导体有什么不同?本征半导体是c纯净的半导体。在本征半导体中参入微量杂质元素可提高半导体的导电能力,参杂后的半导体称为杂质半导体。根据参入杂质的不同可分为N型半导体和P型半导体。
本征半导体费米能级位于导带底和价带顶之间的中线上,导带中的自由电子和价带中的空穴均很少,因此常温下导电能力低,但在光和热的激励下导电能力增强。
n型掺杂半导体的费米能级接近导带底,导带中的自由电子数高于本征半导体,导电能力随掺杂浓度提高而增强,属于电子导电为主的半导体。
p型掺杂半导体的费米能级接近价带顶,价带中的空穴数高于本征半导体,导电能力随掺杂浓度提高而增强,属于空穴导电为主的半导体。
半导体有什么用处半导体的导电效能介于导体和绝缘体之间,不掺杂的半导体(也叫本征半导体)的导电效能很差,但掺杂后的半导体就有一定的导电效能了,例如在Si半导体中掺杂P或者B等杂质就可以使半导体变成N型或P型半导体。N型半导体中电子是多数载流子,而P型半导体中空穴是多数载流子。
半导体制成的PN接面具有单向导电特性,但当PN接面两端加上足够大的反向电压时,PN接面会反向击穿,这时的电压叫做反向击穿电压。利用反向击穿特性,可以制成稳压二极体,利用正向特性,可以制成整流或检波二极体。
半导体的用途太多了,一句两句很难将清楚,这里就先介绍这些了。
半导体有什么用?自然界的物质按导电能力可分为导体、绝缘体和半导体三类。半导体材料是指室温下导电性介于导电材料和绝缘材料之间的一类功能材料。靠电子和空穴两种载流子实现导电,室温时电阻率一般在10-5~107欧·米之间。通常电阻率随温度升高而增大;若掺入活性杂质或用光、射线辐照,可使其电阻率有几个数量级的变化。1906年制成了碳化矽检波器。
1947年发明电晶体以后,半导体材料作为一个独立的材料领域得到了很大的发展,并成为电子工业和高技术领域中不可缺少的材料。特性和引数半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。纯度很高的半导体材料称为本征半导体,常温下其电阻率很高,是电的不良导体。在高纯半导体材料中掺入适当杂质后,由于杂质原子提供导电载流子,使材料的电阻率大为降低。这种掺杂半导体常称为杂质半导体。杂质半导体靠导带电子导电的称N型半导体,靠价带空穴导电的称P型半导体。
不同型别半导体间接触(构成PN接面)或半导体与金属接触时,因电子(或空穴)浓度差而产生扩散,在接触处形成位垒,因而这类接触具有单向导电性。利用PN接面的单向导电性,可以制成具有不同功能的半导体器件,如二极体、三极体、闸流体等。
此外,半导体材料的导电性对外界条件(如热、光、电、磁等因素)的变化非常敏感,据此可以制造各种敏感元件,用于资讯转换。半导体材料的特性引数有禁频宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁频宽度由半导体的电子态、原子组态决定,反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用(如光或电场)下内部载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类缺陷。位错密度用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度,对于非晶态半导体材料,则没有这一引数。半导体材料的特性引数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别,更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下,其特性的量值差别。
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体只有纯净的本征半导体,才可能按设计者的需要制造出需要的器件。 如果有杂质,电晶体就无法实现可控的或关断。
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