什么是单向导电的半导体？

19世纪70年代，英国物理学家布朗发现了一种有趣的晶体小石头，在它身上加上一根金属探针，竟有单向导电的本领。后来，人们将它装在收音机上，成了矿石收音机的检波器。那种小石头就是一种半导体。

当时人们对物质的认识，是两类“极端分子”各霸一方：一类是对电流大开绿灯的物质，如铜、银……叫导体；另一类是对电流拒不放行的物质，如橡胶、琥珀……称绝缘体。布朗的发现令人吃惊：为什么半导体能有导体和绝缘体没有的导电能力？

原来，半导体的原子核的最外层，有一部分负电荷的电子参加导电，又有一部分带正电荷的正电子，叫做空穴，也能参加导电。因此，它们既不像金属电子那样能自由活动，也不像绝缘体电子那样被禁锢。半导体的导电能力还与环境密切相关。高温时，它的电子、空穴，像金属电子一样活跃，变成了导体；而在零下上百度时，又像绝缘体一样“闭关自守”，成了绝缘体。

通常，人们总以为掺过杂质的东西不如纯的好，但半导体却不然。在一块纯净的半导体材料中掺入磷、锑等杂质，就成了以电子导电为主的半导体，又叫“N型”半导体。相反，掺入硼等杂质后，就成了以空穴为主的半导体，又叫“P型”半导体。半导体掺入微量杂质，它的导电能力就会成千上万倍地增加。

钛胸罩内的小金属部件，是一种“可记忆形状的”金属，它同样可以用来制造汽车发动机的部件

1948年，美国科学家巴丁、肖克利等人发现：一块“N型”半导体和一块“P型”半导体结合成“PN”结，便会有单向导电的本领，它构成了二极管。两个“PN”结合，就有了放大的功能，构成了三极管。它能代替大个子的电子管。20世纪60年代以来，人们在三极管发展的基础上又不断发明了小规模、中规模乃至大规模集成电路，使半导体器件由小型化进入了集成化。现在已发展到可在几平方毫米的半导体材料上，制作成相当于二极管、三极管及电阻、电容等上万个元件组成的复杂电路。集成电路在电子计算机、电视、通信、导d、人造卫星乃至家用电器中都有广泛的应用。由于半导体的迅速发展，今天它已能够和导体、绝缘体“三分天下”了。

锗和硅是最重要的半导体材料。硅发现较早，从鹅卵石到闪亮的海沙，到处都有它的踪迹，但制备比较复杂，而锗制备容易些。今天，锗和硅一道主宰着90％以上的电子工业。

晶体管是构建芯片的基石，一块芯片上集成有几十亿甚至上百亿的晶体管。芯片可以说相当于人类的大脑，那么晶体管也就相当于人脑的神经元。

我们知道芯片是用来处理二进制数字信号，它可以将二进制数字信号转换成我们能够看懂的信息，芯片又是通过晶体管管来完成二进制数字信号的转换，晶体管中的二极管的单向导电对二进制的转换起着决定性的作用。那么二极管又是如何单向导电的呢？

以下内容将为大家解开疑惑。

01 P型与N型半导体

二极管分别由P型半导体和N型半导体组成。P型半导体是在硅中掺杂了硼，N型半导体是在硅中掺杂磷。我们知道硅原子最外层有4个电子，而硼的原子最外层只有3个电子，4个电子无法与3个电子完全配对，就会形成一个空穴，在P型半导体中若有多个硼原子就会有多个空穴。磷最外层电子为5个，与最外层只有4个电子的硅配对后，还会多出一个自由电子，在N型半导体中若有多个磷原子就会有多个自由电子。

02 PN结

但是在P型和N型半导体交界面处会发生电子和空穴的扩散，靠近交界处的N型区中的自由电子越过交界面扩散到P型区，靠近交界处的P型区的空穴越过交界面扩散到N型区。扩散之后，N型区的磷失去了电子，就会变为带正电荷的磷离子，P型区的硼跑掉了一部分空穴而得到了电子，就变为了带负电荷的硼离子。从而扩散后在交界面处就形成了PN结。在PN 结内，由于存在了正负电荷，就会产生一个由正电荷指向负电荷（N区指向P区）的电场，称为内建电场（又称势垒电场)。由于势垒的存在就阻挡了其他载流子（电子或离子）的进一步迁移，会使PN结处于稳定状态。

03 PN结单向导电原理

假如我们在连接好的P型N型半导体两端加一电压，使N端接正极，P端接负极，就会在P型N型半导体处形成一外加电场，那么此时的外加电场方向与内建电场的方向相同，N型中的负电载流子会向电源正极方向迁移，而P型中的正电载流子会向电源负极方向迁移，结果就是使势垒电场范围扩大，即PN结扩大，从而使电流很难通过二极管。

若我们使N端接负极，P端接正极，此时的内建电场会与外加电场方向相反。若两部分电场强度相当则会相互抵消，不会有电流通过。若外加电场强度大于内建电场，内部载流子就会突破势垒的阻碍，N区内的负电载流子大量流入电源正极，P区内的正电载流子大量流入负极，这时就形成了电流。

朋友们好，我是电子及工控技术，我来回答这个问题。收音机为什么叫半导体，我是这样认为的，我以前在九十年代学习无线电技术时，那时的收音机学习组装套件都是分离的电子元器件，在这些分离元件中有电阻、电容、中周、检波二极管，三极管、喇叭以及天线线圈等许多元器件。在这些元器件中，其中起主要核心器件的是六、七个三极管和检波二极管了。这几个三极管它们的材料都是以硅材料制作的，我还记的有几个是高频硅管，例如最常见的是9018H三极管，它们分别作为混频电路的核心器件，还作为一级、二级放大电路的核心器件。另外还有9013和9014这样的三极管，分别作为检波使用和作为预功放电路中的放大器使用。正是由于这些三极管和二极管的存在，并且它们在收音机电路中起着非常重要的作用，所以我认为当时人们才把收音机叫做半导体。

随着技术的发展，现在的收音机都趋向于集成化了，并使用了调幅和调频双波段收音机。在收音机电路中大都用集成电路替代了分离的三极管元器件。成为了名副其实的半导体了。

现在随着手机的普及，特别是一些智能手机，它们有的会有收音机的功能。现在收音机已经成为过去的记忆了，我很少收听收音机了，可能在一些老年朋友当中还会有人去用收音机去收听节目的。

以上就是我对这个问题的回答，欢迎朋友们参与讨论，敬请关注 电子及工控技术 ，感谢点赞。

芯片为半导体材料，为什么以前收音机也叫半导体？

因为以前的收音机用的元器件都是半导体二极管、半导体三极管。人们习惯用高大上的名称来记忆新鲜事物，让大家记忆犹新，这并不稀奇古怪。

建国初期，我国半导体技术一穷二白，1957年，当时最早的从事半导体研究的是刚回国的林兰英先生，他负责材料制备工作，团队共同努力下，成功研制了锗材料的半导体掺杂的锗单晶，随后由北京电子管厂在1958年，成功完成锗晶体管的批量生产和后期的规模制造。由此中国半导体收音机诞生了。

收音机被叫做半导体是因为里面主要元器件是晶体二极管、晶体三极管，而这些晶体管又分为锗材料和硅材料。二极管在收音机主要用来检波、整流、稳压；晶体三极管主要用来信号输入调谐振荡及中频465kHz放大，经过检波二极管后，最后用低频三极管再将音频信号放大还原成人体耳朵能听到的，频率为20~20000赫兹的声音。

要说半导体就得知道什么是半导体，知道半导体的一些基本特性。

晶体管是由半导体材料做成的。要了解晶体管的工作原理特性，很自然地要先了解半导体的特性。

物体从传导电的角度出发，可以分为三类:

1、导电体 这种物体具有良好的导电本领，如金属中铜、银、铝、铁、镍和金等都是人们熟知的良好导电体。

2、绝缘体 这种物体没有导电的本领(或者说导电能力其微弱)，如玻璃、橡皮、塑料、胶木和石英等都是绝缘体。

3、半导体 这种物体既不象导电体那样容易导电，也不绝缘体那样不导电，它的导电能力介于导电体与绝缘体之间，如锗、硅、砷化镓和许多金属氧化物及金属硫化物等都属于半导体。

我们知道物质都是由分子构成的，分子又是由原子构成的，从原子排列的形式来看，可以把物质分成二大类……晶体和非晶体体。

晶体通常具有特殊的外形，它内部的原子按着一定规律整齐地排列着。而非晶体内部的原子排列则是杂乱的，没有规律的。

由于绝大多数半导体是晶体，因而往往把半导体材料就称为晶体。晶体管的名称就是这样得来的。

半导体之所以能做成晶体管，并不是由于它的导电能力介于导体与绝缘体之间这一性质，而在于它具有下述的一些独特性质

(1)半导体的导电能力随外界条件的变化会有显著的不同。

例如:当照射在半导体上的光线改变时，或者半导体所处的环境温度变化时，半导体的导电能力均将随着发生显著的改变。利用半导体的这种特性，可以制成各种光敏元件(如光敏电阻、光敏二极管,光敏三极管等)和热敏元件(如热敏电阻等)。

(2)在纯净的半导体(又叫本征半导体)中适当地掺入极微量的外来杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加，这是半导体最突出最显著的性质。利用半导体的这个特性，可以制造出各种不同性质、不同用途的晶体管。

P型半导体和N型半导体

人们为了获得某种纯净的材料，杂质就成了讨厌的东西。杂质多，就意味着这材料质量不够好。但是，在半导体中掺有一定的杂质，却能达到预期的效果。掺杂有主杂质的半导体叫做N型半导体，掺有受主杂质的半导体叫做P型半导体。对于锗和硅半导体来说，最常用的施主杂质是锑、磷和砷等，常用的受主杂质有铟、铝、镓和硼等。

芯片为半导体元器件产品的统称。是半导体集成电路的一个最前沿的 科技 产品。芯片制作工艺及过程非常复杂，高端光刻机我国还是落后荷兰ASML很多，特别是DUV光刻机我国目前技术也就是28纳米，与国外的5纳米距离太大。

芯片的主要原材料是单晶硅，而硅的性质就是半导体，所以人们叫它半导体。硅是由石英砂通过精炼出来的，晶圆便是硅材料加以纯化达到纯度99.999％。

以前的最早的具有半导体性质单相导电的元件是红锌矿石，人们发现它具有单相导电性能，当时由于没有提炼技术，于是人们将它在没有经过任何提炼，利用其他辅助金属将它制作成一种叫做“矿石检波二极管”，用于无线电信号接收检波，将无线电波还原成为声音，用耳机来听。

而后，由爱迪生发现；在一根电极密封在碳丝灯泡内，靠近灯丝，当电流通过灯丝使它发热时，金属板极就有电流流过。于是就产生了真空二极管整流电子管。

人们发明了电子真空整流二极管具有单相导电性能，即阳极电位高于阴极时，阴极发射的电子在电场的作用下，向阳极运动形成电子流。反过来阴极电压比阳极高时，电子所受到电场力的作用会将电子拉回阴极而不能够产生电流。

再说硒片，它虽然不是金属，但是它与氧化铜组合在一起也具有单相导电特性。早期的无线电爱好者们利用硒片整流堆，来在早期的电子管收音机中作为整流用。早期的工业控制回路中，采用硒片单相导电性能，用于吸收回路作为保护用。它最大的优势是电压击穿后，可以自愈。

我国生产半导体的时间可以追溯1962年，当时是河北省半导体研究所，采用照相制版和光刻工艺制成硅平面型晶体管。

芯片也属于高度集成电路板，它是由最早的电子管 晶体管 小规模集成电路到中规模集成电路，再到大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路、巨大规模集成电路，逐步形成的。这些技术的发展，饱含着人类 科技 的不断提高与科研。

知足常乐于上海2021.7.22日

以前的电子管收音机名称很多，什么:“电匣子、戏匣子、话匣子”，也有的干脆直接叫“无线电”，很少有人叫收音机。

后来科学家发明了半导体三极管，开始逐步取代电子管用于各种电子设备，但和老百姓生活息息相关的就是用半导体管取代电子管制成可以随身携带的小型收音机。由于半导体管是这种收音机的核心部件，所以反映收音机档次的主要指标，就是使用半导体三极管的数量。比如单管机、五管机、八管机等。

当时的零售半导体三极管非常昂贵，商场里卖的正品三极管都在二十元上下，差不多相当于天津市区两三个居民一个月的生活费，六管以上的半导体收音机是普通工薪阶层想都不敢想的事。由此可见，使用半导体管就是这种收音机的基本特征，用“半导体”三个字来称呼半导体收音机也就不足为奇了。而且很多人并不了解或不关心半导体除了用作收音机还能干什么。所以半导体就代表收音机、收音机就是半导体。

至于提问中讲到的硅半导体芯片是后来的事情。当时的半导体管基本都是锗制造，后来发现锗的来源较少且很难集成化，于是才开始用硅来生产集成电路。可以说在半导体三极管家族中锗还是硅的前辈呢。只是现在很少提及以至于快要被遗忘了。以上是我的回答。

收音机，继电子管以后，改用晶体三极管组装。而晶体三极管本身的材料，就是运用了锗和硅材料。锗和硅，都是具有半导体性能。

由于锗的稳定性差，基本被淘汰了！

而硅材料，还在继续在广泛应用中。

说”半导体”收音机，是当时年代中的泛称，不必指责。

将收音机称为半导体是简称，全称是半导体收音机，也称为晶体管收音机，这是因为使用了由半导体材料制作的半导体管，也称晶体管。与半导体收音机或晶体管收音机对应的是电子管收音机，也称真空管收音机。

导体原子核周围电子非常少，容易被拉走，所以导电性好，比如，银，铜，铝等，绝缘体原子核周围有八个电子，结构非常稳定，常用到电气绝缘场合。而半导体原子核周围有四个电子，导电性介于导体半导体之间，常用“硅”和“锗”这两种材料制造晶体管，当把它们制造成“PN”结的时候，就具备单向导电性，这就是常说的二极管，当制成PNP或NPN时，就成啦三极管啦！给予适当的偏置电路(PNP正偏，NPN反偏)，使三极管工作在不同的区域(饱和，截止，放大)就能产生放大，开关作用，以前的收音机就是由这些分立件加上其他元件组成的，所以俗称“半导体”。而集成电路芯片，是在一大块半导体上光刻出巨大数量的半导体元件，叫半导体没毛病，有人说集成电路优点是体积小，其实这是他的特点，你想特意做个大的集成电路还费劲呢！所以说，无论晶体管，集成电路，PN结是灵魂，是基础。后来衍生出可控硅，场效应管，IGBT等，都属于半导体。

是啊夲老衲在六十年代上初中时，去百货公司用伍块钱买了一只锗管高频三极管，让我心痛了半个月。

以前的收音机叫半导体？这个说法不准确。收音机就叫收音机，有的地方方言叫电匣子，最早是用来区别有线广播喇叭的，所以也叫无线电广播接收机，有人简称为无线电。早年我见过交流电子管收音机，直流电子管收音机，这两种收音机不可能被称为半导体，跟半导体不沾边。60年代开始有了晶体管收音机，晶体管是用半导体材料锗和硅制造的，所以晶体管收音机又叫半导体收音机，再后来，有了半导体集成电路，晶体管收音机的叫法也名不副实了，加上家用电子管收音机被淘汰，所以市面上就只有半导体收音机一种产品，慢慢的，一些人为了说法方便简捷，口语中就把半导体收音机简称为半导体，书面语言中没有这样的称呼，收音机是收音机，半导体是指锗硅等材料的导电性能，二者完全不是一个概念。

半导体从导电性而言是介于导体与绝缘体之间的几种元素。早期的收音机是放大元件为电子管。半导体技术发展最早的器件就是晶体管，分为二极管与三极管。三极管同样具有放大作用。所以可用晶体管制造收音机。为与老的电子管收音机相区别。所以一般称为晶体管收音机，或称半导体收音机。在半导体技术不断发展下，出现半导体集成电路，即现今习惯称为芯片的器件。实际上顾名思义就是在一块芯片上，集成了许许多多的半导体三极管，二极管，甚至电阻，电容等。集成电路由集成的三极管数量，分为小规模，中规模，大规模集成电路。所以芯片的基础是半导体三极管，二极管。都是由半导体材料制造。所以都可称之为半导体

当时民用收取广播信号的只有“收音机”，而早期的收音机都是“真空管”制作，70年代半导体晶体管开始用于制作“收音机”，优点瞬间就秒了真空管，如体积小，可用干电池，省电，携带方便，成本低，制作容易……除了灵敏度和音色不如真空管，其他都是完胜……因此，大家直接就把晶体管收音机，泛称为“半导体”了……

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