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。
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。
半导体主要具有三大特性:
1.热敏特性
半导体的电阻率随温度变化会发生明显地改变。例如纯锗,湿度每升高10度,它的电阻率就要减小到原来的1/2。温度的细微变化,能从半导体电阻率的明显变化上反映出来。利用半导体的热敏特性,可以制作感温元件——热敏电阻,用于温度测量和控制系统中。
值得注意的是,各种半导体器件都因存在着热敏特性,在环境温度变化时影响其工作的稳定性。
2.光敏特性
半导体的电阻率对光的变化十分敏感。有光照时、电阻率很小;无光照时,电阻率很大。例如,常用的硫化镉光敏电阻,在没有光照时,电阻高达几十兆欧姆,受到光照时。电阻一下子降到几十千欧姆,电阻值改变了上千倍。利用半导体的光敏特性,制作出多种类型的光电器件,如光电二极管、光电三极管及硅光电池等。广泛应用在自动控制和无线电技术中。
3.掺杂特性
在纯净的半导体中,掺人极微量的杂质元素,就会使它的电阻率发生极大的变化。例如。在纯硅中掺人。百万分之—的硼元素,其电阻率就会从214000Ω·cm一下于减小到0.4Ω·cm,也就是硅的导电能为提高了50多万倍。人们正是通过掺入某些特定的杂质元素,人为地精确地控制半导体的导电能力,制造成不同类型的半导体器件。可以毫不夸张地说,几乎所有的半导体器件,都是用掺有特定杂质的半导体材料制成的。
扩展资料
1、半导体的组成部分
半导体的主要由硅(Si)或锗(Ge)等材料制成,半导体的导电性能是由其原子结构决定的。
2、半导体分类
(1)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;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第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)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
(2)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,一般来说这些还会被分成小类。
此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,虽然不常用,但还是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。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。
3、半导体的作用与价值
目前广泛应用的半导体材料有锗、硅、硒、砷化镓、磷化镓、锑化铟等。其中以锗、硅材料的生产技术较成熟,用的也较多。
用半导体材料制成的部件、集成电路等是电子工业的重要基础产品,在电子技术的各个方面已大量使用。半导体材料、器件、集成电路的生产和科研已成为电子工业的重要组成部分。在新产品研制及新技术发展方面,比较重要的领域有:
(1)集成电路 它是半导体技术发展中最活跃的一个领域,已发展到大规模集成的阶段。在几平方毫米的硅片上能制作几万只晶体管,可在一片硅片上制成一台微信息处理器,或完成其它较复杂的电路功能。集成电路的发展方向是实现更高的集成度和微功耗,并使信息处理速度达到微微秒级。
(2)微波器件 半导体微波器件包括接收、控制和发射器件等。毫米波段以下的接收器件已广泛使用。在厘米波段,发射器件的功率已达到数瓦,人们正在通过研制新器件、发展新技术来获得更大的输出功率。
(3)光电子器件 半导体发光、摄象器件和激光器件的发展使光电子器件成为一个重要的领域。它们的应用范围主要是:光通信、数码显示、图象接收、光集成等。
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