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半導體的基本知識

作者：佚名文章來源：本站原創點擊數：更新時間：2016-11-17

　1、物質的分類
　　按照導電能力的大小可以分為導體、半導體和絕緣體。導電能力用電阻率衡量。
　　導體：具有良好導電性能的物質，如銅、鐵、鋁電阻率一般小于10－4Ω•cm
　　絕緣體：導電能力很差或不導電的物質，如玻璃、陶瓷、塑料。
　　電阻率在108Ω•cm以上
　　半導體：導電能力介于導體和絕緣體之間的物質，如鍺、硅。
　　純凈的半導體硅的電阻率約為241000Ω•cm
　　2、半導體的特性
　　與導體、絕緣體相比，半導體具有三個顯著特點：
　　（1）電阻率的大小受雜質含量多少的影響極大，如硅中只要摻入百萬分之一的雜質硼，硅的電阻率就會從241000Ω•cm下降到0.4Ω•cm，變化了50多萬倍；
　　（2）電阻率受環境溫度的影響很大。
　　例如：溫度每升高8℃時，純凈硅的電阻率就會降低一半左右；金屬每升高10℃時，電阻率只增加4％左右。
　　熱敏電阻：正溫度系數—隨著溫度的升高，電阻阻值增加。
　　負溫度系數―隨著溫度的升高，電阻阻值減小。
　　（3）光線的照射也會明顯地影響半導體地導電性能。光敏電阻
　　3、半導體的結構
　　半導體材料鍺和硅都是四價元素，它們原子核外層有四個價電子。正常情況下電子受原子核的束縛，不能任意移動，所以導電性能差。因為物體的導電是靠帶電荷的粒子定向移動來實現的。
　　當向半導體內摻入雜質后，晶體內部原有的平衡被打破，當摻入硼原子時，它外層原有的三個價電子和周圍的硅原子中的價電子形成“共價鍵”。這時硅原子不再呈電中性，好像失去了一個帶負電的價電子，留下空位，稱它為“空穴”。由于空穴有接收電子的性質，相當于一個正電荷。當摻入磷原子，它外層有五個價電子，形成共價鍵時就多出了一個價電子。此電子可以自由參加導電。把半導體中載運電荷的粒子稱為載流子，帶負電的自由電子和帶正電的空穴都是半導體中的載流子。在摻雜的半導體中電子和空穴的數目是不相等的，這就有多數載流子和少數載流子之分。
　　載流子―在電場作用下，能作定向運動的粒子。
　　在半導體中，載流子有兩種：自由電子和空穴。
　　4、本征半導體
　　完全純凈的、結構完整的半導體晶體。（純凈度 99.99999%）
　　5、雜質半導體
　　在本征半導體中摻入某些微量的雜質，就會使半導體的導電性能發生顯著變化。這種半導體稱為雜質半導體。
　　根據所摻雜質的不同，分為P型半導體和N型半導體。
　　（1）P型半導體：在本征半導體中摻入適量三價元素（硼、鋁），形成空穴型（P型）半導體。它的導電能力大大高于本征半導體。
　　①多子（主要導電的載粒子）：空穴。
　　②少子：自由電子（熱激發形成）。
　　（2）N型半導體：在本征半導體中摻入適量五價元素（磷、銻），形成自由電子型（N型）半導體。
　　①多子（主要導電的載粒子）：自由電子。
　　②少子：空穴（熱激發形成）。
　　在兩種雜質半導體中，多子是主要導電媒介，數量取決于雜質含量；少子是本征激發產生的，數量取決于環境溫度。雖然雜質半導體含有數量不同的兩種載流子，但整體上電量平衡，對外不顯電性。

Tags：半導體,基本知識,半導體的結構

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