什麼電阻是由半導體製成的
❶ 半導體的電阻
半導體及其基本特性
1.1 金屬 - 半導體 - 絕緣體
我們知道,自然界中的物質大致可分為氣體、液體、固體、等離子體 4 種基本形態。在固體材料中,根據其導電性能的差異,又可分為金屬、半導體和絕緣體。例如,銅、鋁、金、銀等金屬;它們的導電本領都很大,是良好的導體;橡膠、塑料、電木等導電本領很小,是絕緣體;製造半導體器件的主要材料硅、鍺、砷化鎵等,它們的導電本領比導體小而比絕緣體大,叫做半導體。
物體導電本領的大小可用 電 阻 率 來表示。金屬導體的電阻率約在 10 -4 W ·cm 以下,絕緣體的電阻率約在 10 9 W ·cm 以上,半導體的電子率是介於二者之間,約在 10 -4 ~ 10 9 W ·cm 。 圖 1.1 列出這三類中一些重要材料的電阻率和 電導率 。
圖 1.1
1.2 常見的半導體材料
• 元素半導體
有關半導體材料的研究開始於 19 世紀初。多年以來許多半導體已被研究過。 表 1.1 列出周期表中有關半導體元素的部分。在周期表第 IV 族中的元素如硅( Si )、鍺( Ge )都是由單一原子所組成的元素半導體。在 20 世紀 50 年代初期,鍺曾是最主要的半導體材料。但自 60 年代初期以來,硅已取而代之成為半導體製造的主要材料。現今我們使用硅的主要原因,乃是因為硅器件在室溫下有較佳,且高品質的硅氧化層可由熱生長的方式產生。經濟上的考慮也是原因之一,可用於製造器件等級的硅材料,遠比其他半導體材料價格低廉。在二氧化硅及硅酸鹽中的硅含量佔地表的 25 %,僅次於氧。到目前為止,硅可說是周期表中被研究最多且技術最成熟的半導體 元素 。
表 1.1 周期表中於半導體相關的部分
• 化合物半導體
近年來一些 化合物 半導體已被應用於各種器件中。 表 1.2 列出與兩種元素半導體同樣重要的化合物半導體。二元化合物半導體是由周期表中的兩種元素組成。例如, III-V 族元素化合物半導體砷化鎵( GaAs )是由 III 族元素鎵( Ga )及 V 族元素砷( As )所組成。
除了二元化合物半導體外,三元及四元半導體化合物半導體也各有其特殊用途。由 III 族元素鋁( Al )、鎵( Ga )及 V 族元素砷( As )所組成的合金半導體 Al x Ga 1-x As 即是一種三元化合物半導體,而具有 A x B 1-x C y D 1-y 形式的四元化合物半導體則可由許多二元及三元化合物半導體組成。例如,合金半導體 Ga x In 1-x As y P 1-y 是由磷化鎵( GaP )、磷化銦( InP )、砷化銦( InAs )及砷化鎵( GaAs )所組成。與元素半導體相比,製作單晶體形式的化合物半導體通常需要較復雜的程序。
許多化合物半導體具有與硅不同的電和光的特性。這些半導體,特別是砷化鎵( GaAs ),主要用於高速光電器件。雖然化合物半導體的技術不如硅半導體技術成熟,但硅半導體技術的快速發展,也同時帶動化合物半導體技術的成長。
1.3 半導體導電性的特點
實際上,金屬、半導體和絕緣體之間的界限並不是絕對的。通常,當半導體中的雜質含量很高時,電導率很高,呈現出一定的金屬性,而純凈半導體在低溫下的電導率很低,呈現出絕緣性。一般半導體和金屬的區別在於半導體中存在著 禁帶 而金屬中不存在禁帶;區分半導體和絕緣體則更加困難,通常根據它們的禁帶寬度及其溫度特性加以區分。
半導體的導電性究竟具有哪些特點呢?大致可歸納以下幾個方面:
( 1 )半導體的電阻率對溫度的反應靈敏。純凈半導體的電阻率隨溫度變化很顯著,而且電阻率隨溫度升高而下降。例如純鍺,當溫度從 20 o C 升高到 30 o C 時,電阻率就降低一半左右。而金屬的電阻率隨溫度的變化比較小,而且隨溫度升高電阻率增大。
( 2 )微量的雜質能顯著地改變半導體的電阻率。例如在純硅中摻入 6 ′ 10 15 /cm 3 的雜質磷或銻,即在硅中摻入千萬分之一的雜質,就能使它的電阻率從 2.15 ′ 10 5 W ·cm 減小到 1 W ·cm ,降低了 20 萬倍。晶格結構的完整與否也會對半導體導電性能有極大的影響。因此在製作半導體器件時除人為地在半導體中摻入有用雜質來控制半導體的導電性外,還要嚴格防止一些有害雜質對半導體的沾污,以免改變半導體的導電性能,使生產出來的器件質量下降,甚至報廢。但金屬中含有少量雜質時,看不出電阻率會有什麼顯著的變化。
( 3 )適當的光照可使半導體的電阻率顯著改變。當某種頻率的光照射半導體時,會使半導體的電阻率顯著下降,這種現象叫光電導。自動控制中用到的光敏電阻就是利用半導體的光電導特性來製成的。但是,金屬的電阻率不受光照影響。
總之,半導體的導電性能非常靈敏地依賴於外界條件、材料的純度以及晶體結構的完整性等。半導體的導電性能所以有上述特點是由半導體內部特殊的微觀結構所決定的,後面將敘述半導體導電的內在規律。
❷ 什麼電阻不能用半導體材料製作的
A、導體電阻由導體的來材自料、長度、橫截面積決定,與導體是否通電無關,故A錯誤; B、電熱器是利用電流熱效應工作的,超導體電阻為零,電熱器的發熱電阻不能使用超導材料,故B正確; C、保險絲不能用半導體材料製成,故C錯誤; D、導體電阻由導體的材料、長度、橫截面積決定,不知鐵導線與銅導線的長度與橫截面積關系,無法判斷其電阻大小關系,故D錯誤; 故選B.
❸ 光敏電阻是由半導體材料製成的,受到光照射時,其導電性能顯著增強;它的靈敏度高,製造工藝簡單,廣泛應
(1)由自動控制路燈的工作原理圖,當光照暗到一定程度時,路燈能點版亮.當放大電路權的輸入b端電壓升高至某一值時,使經過繼電器J的電流增大到受繼電器J控制的電鍵S閉合,路燈就點亮.當R 1 是光敏電阻時,若無光照其阻值變大,從而使a端的電壓升高,最終將路燈點亮. (2)若要降低電路的靈敏度,即當光很弱時路燈才可以點亮.即電阻R 2 阻值較大時,b端的電壓才升高到某一值,說明定值電阻的阻值變大了. 故答案為:R 2 ;增大. |
❹ 熱敏電阻光敏電阻氣敏電阻都屬於半導體材料製成的
A、傳抄感器材料分半導體材料、襲陶瓷材料、金屬材料和有機材料,故A錯誤;
B、光敏電阻和熱敏電阻都是由半導體材料製成的,故B正確,D錯誤;
C、感測器一定是通過非電學量轉換成電學量來傳遞信號的,不一定是通過感知電阻的變化來傳遞信號的,故C錯誤;
故選:B
❺ 半導體的電阻率隨溫度光照等變化的特性製成什麼什麼電阻是什麼電阻
A、半導體材料的電阻率會隨溫度和光照等因素發生變化;故A正確;
B、導線一般選用電阻率較小回的材料,鋁、銅的答電阻率較小;故B錯誤;
C、電阻率只與材料有關,和導體的電阻、截面積及長度無關;故C錯誤;
D、很多材料的電阻率均與溫度有關;故D錯誤;
故選:A.
❻ 熱敏電阻是由半導體材料製成的,其中的載流子數目是隨溫度的升高按指數規律迅速增加的.載流子數目越多,
由圖可知,D點接地,電勢為0.當溫度較低時,由於Y的電阻非常大,A點的電勢內接近5V,非門容的輸入端為高電勢,因此非門的輸出端為低電勢,蜂嗚器兩端沒有電壓,蜂鳴器不報警.當火警發生時,溫度升高導致Y的阻值變得很小,從而使輸入端A點的電勢接近0,非門輸出端為高電勢,這樣蜂鳴器兩端獲得一個能發聲的工作電壓,蜂鳴器就會發出聲音報警.所以Y為熱敏電阻,X為可變電阻,用來調節報警器的靈敏度.故A正確; 故選:A |
❼ 現有兩個電阻元件,其中一個是由金屬材料製成的,它的電阻隨溫度的升高而增大.而另一個是由某種半導體材
(1)由表中數據可知,其發熱功率隨電壓的增大而增大,其電阻隨電壓的增大而減小,而金屬材料製成的電阻隨溫度的升高而增大,所以該元件R0不是金屬材料製成的電阻,而是由半導體材料製成的.
(2)電路為串聯電路,故R0時,電流為1.8A,則R0電壓為1.2V,則易得R上電壓為1.8V,則PR=UI=3.24W.
答:此時定值電阻R的電功率為3.24W.
(3)由上表可得I=1.25U2
❽ 電阻是半導體嗎什麼是半導體...性質....謝謝嘍
電阻是導體。
半導體是處於導體與絕緣體間的一種物質,在物理中有明確的量化指標。我們通常所指的電阻其量化值在導體范圍內,常用的電阻(又稱電阻器)是導體而不是半導體。
❾ 現有兩個電阻元件,其中一個是由金屬材料製成的,它的電阻隨溫度的升高而增大,而另一個是由某種半導體材
(1)隨著電流增大,即元件R0的發熱功率越大,對應電壓與電流的比值越小,即電阻值越小,所以元件R0可能是由上述半導體材料製成的.
(2)由表中數據可知,當電流為1.8A時,U0=1.2V
定值電阻兩端的電壓為:UR=U-U0=1.8V
定值電阻消耗的功率為:P=URI=3.24W
(3)通過描點法作圖,I-U圖如圖:
故答案為:(1)半導體;(2)3.24W;(3)如圖
❿ 利用什麼可製成半導體光敏電阻
光敏電阻是採用半導體材料製作,利用內光電效應工作的光電元件。它在光線的作用版下其阻值往往變小,權這種現象稱為光導效應,因此,光敏電阻又稱光導管。所以用的半導體,而常見的半導體就是單晶硅
半導體光敏元件是基於半導體光電效應的光電轉換感測器,又稱光電敏感器。採用光、電技術能實現無接觸、遠距離、快速和精確測量,常用來間接測量能轉換成光量的其他物理或化學量。半導體光敏元件有靈敏度、探測率、光照率、光照特性、伏安特性、光譜特性、時間和頻率響應特性以及溫度特性等,它們主要由材料、結構和工藝決定。