半导体有哪些好的特点?

Question

半导体有哪些好的特点?

Answer 1

　半导体五大特性∶电阻率特性,导电特性,光电特性,负的电阻率温度特性,整流特性.　　★在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性.　　★在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化.　　晶格：晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,称为晶格.　　共价键结构：相邻的两个原子的一对最外层电子（即价电子）不但各自围绕自身所属的原子核运动,而且出现在相邻原子所属的轨道上,成为共用电子,构成共价键.　　自由电子的形成：在常温下,少数的价电子由于热运动获得足够的能量,挣脱共价键的束缚变成为自由电子.　　空穴：价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴.　　电子电流：在外加电场的作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流.　　空穴电流：价电子按一定的方向依次填补空穴（即空穴也产生定向移动）,形成空穴电流.　　本征半导体的电流：电子电流+空穴电流.自由电子和空穴所带电荷极性不同,它们运动方向相反.　　载流子：运载电荷的粒子称为载流子.　　导体电的特点：导体导电只有一种载流子,即自由电子导电.　　本征半导体电的特点：本征半导体有两种载流子,即自由电子和空穴均参与导电.　　本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发.　　复合：自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴,使两者同时消失,这种现象称为复合.　　动态平衡：在一定的温度下,本征激发所产生的自由电子与空穴对,与复合的自由电子与空穴对数目相等,达到动态平衡.　　载流子的浓度与温度的关系：温度一定,本征半导体中载流子的浓度是一定的,并且自由电子与空穴的浓度相等.当温度升高时,热运动加剧,挣脱共价键束缚的自由电子增多,空穴也随之增多（即载流子的浓度升高）,导电性能增强；当温度降低,则载流子的浓度降低,导电性能变差.　　结论：本征半导体的导电性能与温度有关.半导体材料性能对温度的敏感性,可制作热敏和光敏器件,又造成半导体器件温度稳定性差的原因.　　杂质半导体：通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素,可得到杂质半导体.　　N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷）,使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体.　　多数载流子：N型半导体中,自由电子的浓度大于空穴的浓度,称为多数载流子,简称多子.　　少数载流子：N型半导体中,空穴为少数载流子,简称少子.　　施子原子：杂质原子可以提供电子,称施子原子.　　N型半导体的导电特性：它是靠自由电子导电,掺入的杂质越多,多子（自由电子）的浓度就越高,导电性能也就越强.　　P型半导体：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,形成P型半导体.　　多子：P型半导体中,多子为空穴.　　少子：P型半导体中,少子为电子.　　受主原子：杂质原子中的空位吸收电子,称受主原子.　　P型半导体的导电特性：掺入的杂质越多,多子（空穴）的浓度就越高,导电性能也就越强.　　结论：　　多子的浓度决定于杂质浓度.　　少子的浓度决定于温度.　　PN结的形成：将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成PN结.　　PN结的特点：具有单向导电性.　　扩散运动：物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动,这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动.　　空间电荷区：扩散到P区的自由电子与空穴复合,而扩散到N区的空穴与自由电子复合,所以在交界面附近多子的浓度下降,P区出现负离子区,N区出现正离子区,它们是不能移动,称为空间电荷区.　　电场形成：空间电荷区形成内电场.　　空间电荷加宽,内电场增强,其方向由N区指向P区,阻止扩散运动的进行.　　漂移运动：在电场力作用下,载流子的运动称漂移运动.　　PN结的形成过程：如图所示,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在无外电场和其它激发作用下,参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目,从而达到动态平衡,形成PN结.PN结的形成过程电位差：空间电荷区具有一定的宽度,形成电位差Uho,电流为零.　　耗尽层：绝大部分空间电荷区内自由电子和空穴的数目都非常少,在分析PN结时常忽略载流子的作用,而只考虑离子区的电荷,称耗尽层.　　PN结的单向导电性