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半導(dǎo)體的基本知識(shí)

作者：佚名文章來(lái)源：本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊數(shù)：更新時(shí)間：2016-11-17

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

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