半导体有一些特殊的性质。例如,可以利用半导体的电阻率与温度的关系来制作热敏元件(热敏电阻),用于自动控制;利用其光敏特性,可制成光敏元件用于自动控制,如光电池、光电池、光敏电阻等。
半导体还有一个最重要的特性。如果在纯半导体物质中适当掺入少量杂质,其电导率将增加数百万倍。这一特性可用于制造各种半导体器件,如半导体二极管、三极管等。
当半导体的一面做成P型区,另一面做成N型区时,在结附近形成一层具有特殊性质的薄层,一般称为PN结。图的上半部分分为P型半导体和N型半导体界面两侧的载流子扩散(用黑色箭头表示)。中间部分是PN结的形成过程,表示载流子的扩散效应大于漂移效应(蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场方向)。下部是PN结的形成。代表扩散和漂移之间的动态平衡。
首先是半导体是指室温下电导率介于导体和绝缘体之间的材料。半导体是指具有可控导电性的材料,范围从绝缘体到导体。从科学技术和经济发展的角度来看,半导体影响着人们的日常工作和生活,直到20世纪30年代,这种材料才得到学术界的认可。常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等。硅是最有影响力的半导体材料之一。
其次是具有光伏的作用。半导体材料的光伏效应是太阳能电池工作的基本原理。目前,半导体材料的光伏应用已成为热点,是全球增长最快、发展最好的清洁能源市场。太阳能电池的主要材料是半导体材料,判断太阳能电池好坏的主要标准是光电转换率。光电转换率越高,太阳能电池的工作效率就越高。根据所用半导体材料的不同,太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池和III-V族化合物电池。
再者是原理是接通电源后,发射结正向连接。在正向电场的作用下,发射区多数载流子(电子)的扩散运动加强。因此,发射区的电子在外电场的作用下很容易越过发射结进入基区,形成电子流IEN(注意电流的方向与电子运动的方向相反)。当然,基区的多数载流子(空穴)也会在外电场的作用下流向发射区,形成空穴电流IEP。然而,由于基区中的低杂质浓度,与来自发射区的电子流相比,
要知道的是在半导体的pn结上施加直流电压,P型区的空穴向N型区移动,N型区的电子向P型区移动。当电子和空穴在pn结界面附近结合时,将发射具有对应于半导体带隙的能量的光。使用带隙大的半导体可以获得高能光,比如可见光;低能光,如红外光,可以通过使用现代宽度小的半导体获得。
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