什么是半导体

什么是半导体,第1张

半导体是通常由硅组成的材料产品,其导电性比玻璃之类的绝缘体高,但比铜或铝之类的纯导体导电性低。可以通过引入杂质(称为掺杂)来改变其导电性和其他性能,以满足其所驻留的电子组件的特定需求。

半导体也被称为半导体或芯片,它可以在数千种产品中找到,例如计算机,智能手机,设备,游戏硬件和医疗设备。

半导体分为四个主要产品类别:

内存:内存芯片充当数据的临时仓库,并将信息往返于计算机设备的大脑。内存市场的整合仍在继续,将内存价格推到了如此低的水平,以至于只有东芝,三星和NEC等少数巨头能够负担得起。

微处理器:这些是中央处理单元,包含执行任务的基本逻辑。英特尔在微处理器领域的统治已迫使几乎所有其他竞争对手(除了超微公司)退出主流市场,并进入较小的细分市场或完全不同的领域。

商品集成电路:有时被称为“标准芯片”,它们被大量生产以用于常规处理。该细分市场由亚洲大型芯片制造商主导,其利润微乎其微,只有最大的半导体公司才能竞争。

复杂的SOC: “片上系统”实质上就是创建具有整个系统功能的集成电路芯片。市场围绕着对具有新功能和较低价格的消费产品不断增长的需求。随着存储器,微处理器和商品集成电路市场的大门紧闭,SOC细分市场无疑是仅有的具有足够机会来吸引众多公司的细分市场。

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,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。

一、N型半导体

N型半导体也称为电子型半导体,即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。

形成原理

掺杂和缺陷均可造成导带中电子浓度的增高. 对于锗、硅类半导体材料,掺杂Ⅴ族元素,当杂质原子以替位方式取代晶格中的锗、硅原子时,可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子,这就形成了半导体中导带电子浓度的增加,该类杂质原子称为施主. Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素. 某些氧化物半导体,其化学配比往往呈现缺氧,这些氧空位能表现出施主的作用,因而该类氧化物通常呈电子导电性,即是N型半导体,真空加热,能进一步加强缺氧的程度。

二、P型半导体

P型半导体一般指空穴型半导体,是以带正电的空穴导电为主的半导体。

形成

在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成P型半导体。在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,主要靠空穴导电。由于P型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故P型半导体呈电中性。空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成。

特点:

(一)、N型半导体

由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故N型半导体呈电中性。自由电子主要由杂质原子提供,空穴由热激发形成。掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能就越强。

(二)、P型半导体

掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能就越强。


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