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半导体基本知识

2022-11-21

半导体基本知识

半导体是导电能力介于导体与绝缘体之间的一种物体。它内部运载电荷的粒子有电子载流子

半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料，具有特殊的电子导电性质。在半导体中，电子的能带结构介于导带和价带之间，使得半导体的导电性能可以通过控制外部条件来调节。

半导体的基本特性包括以下几个方面：

1. 导电性：
半导体的导电性能取决于其带隙大小。在半导体中，价带中的电子几乎被占满，而导带中的电子几乎为空。只有当电子获得足够的能量时，才能从价带跃迁到导带中，形成电流。因此，半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。

2. P型和N型半导体：
掺杂是一种改变半导体导电性的方法。掺杂是在纯净的半导体中添加少量的杂质，形成P型或N型半导体。在P型半导体中，掺入的杂质具有多余的电子，被称为施主；而在N型半导体中，掺入的杂质具有缺少的电子，被称为受主。掺杂使得半导体中的载流子浓度增加，从而增强了其导电性能。

3. PN结：
PN结是由P型和N型半导体直接接触形成的结构。在PN结中，P区和N区的电子重新排布，形成正空穴和负电子的扩散电流。在PN结中，P区的施主和N区的受主发生复合，形成电子与正空穴的复合电流。PN结具有整流特性，在外加正向偏置电压时，电流容易通过；而在反向偏置电压时，电流几乎无法通过。

4. 半导体器件：
基于半导体材料的特性，发展出了各种各样的半导体器件。常见的半导体器件包括二极管、晶体管、场效应管、集成电路等。这些器件通过控制半导体材料中的电子行为，起到放大、开关、存储等功能。

5. 温度特性：
半导体的导电性能与温度密切相关。随着温度的升高，晶格振动增强，导带中的电子数量增加，使得半导体的导电性增强。但在高温下，半导体的材料可能熔化或氧化，导致电性能受到限制。

总之，半导体是一种具有特殊导电性质的材料，广泛应用于电子器件、通信技术、能源产业等领域。在不断的研究和发展中，半导体技术已经成为现代社会的重要支撑之一。