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晶體管為什麼用半導體

發布時間: 2021-03-10 02:27:05

① 為什麼集成電路要放在半導體

集成電路稱「邏輯電路」,它的工作原理是傳遞0、1的電信號。1、0這兩版個符號,在電學中權,可以分別表示為晶體管的開和關、磁碟的磁化和未磁化、光碟的平面和凹坑……而半導體,如硅,在元素周期表中它們處於金屬和非金屬之間,所以,它們的導電性既沒有導體那麼強,又不會像絕緣體那樣完全隔絕電流,而是可以被人工控制它們的導電性。所以,用半導體製成的集成電路,可以隨時地改變半導體的導電性,它們導電、不導電分別能表示為1和0,所以能夠處理數據。現在我們使用的收音機、電視、電腦,大部分器件都是用半導體製成的集成電路製造的。

② 半導體二極體為什麼也叫晶體二極體,半導體三極體為什麼也叫雙極性三極體

自然界物質從導電性能分類可分為:導體、絕緣體,介於導體和絕緣體之間的物質叫做半內導體。
半導體材料容又可分為單元素半導體、無機化合物半導體、有機化合物半導體和非晶態與液態半導體。
單元素半導體中以純凈的單晶體的性能最優。單晶體元素的半導體材料主要有硅、鍺、硒等。我們所說的二極體、三極體都是用這種半導體材料製造出來的。叫做半導體二極體,半導體三極體。又叫做晶體二極體、晶體三極體。
三極體從結構上看可以簡單時看成是二個二極體組合在一起的,所以也叫做雙極性三極體。

③ 二極體,三極體為什麼都用半導體製成,為什麼不用導體

二極體和三極體是利用半導體的單向導電特性製成的,導體不具備這樣的特性。

④ 晶體管當中的半導體在晶體管中的作用是什麼,如果沒有,會發生什麼

晶體,半導體,同一樣東西的不同叫法。由半導體或晶體製成的可以放大信號的元件就叫晶體三極體或叫半導體三極體

⑤ 既然集成電路是和wafer隔離開的,那為什麼用半導體材料做wafer

wafer上有pad,通過pad和金屬連接

⑥ 為啥晶體管只能使用半導體,而不能使用導體或者絕緣體

導體或絕緣體的電抄阻可以說是一定的,不會隨著電流或電壓而改變的。
半導體有不同與他們的特性,在半導體材料中添加一些其他物質就會改變它的導電特性的,而且會隨著電流或電壓來改變自己的電阻。
正是這個特性使得它有了廣泛的應用。
希望對你有幫助……

⑦ 電子技術為什麼要用半導體為核心材料

現代晶體管需要用
半導體材料
,在控制電路中,晶體管是基本單位。

⑧ 晶體管和半導體的區別

晶體管,本名是半導體三極體,是內部含有兩個PN結,外部通常為三個引出電極的半導體器件。它對電信號有放大和開關等作用,應用十分廣泛。輸入級和輸出級都採用晶體管的邏輯電路,叫做晶體管-晶體管邏輯電路,書刊和實用中都簡稱為TTL電路,它屬於半導體集成電路的一種,其中用得最普遍的是TTL與非門。TTL與非門是將若干個晶體管和電阻元件組成的電路系統集中製造在一塊很小的矽片上,封裝成一個獨立的元件.晶體管是半導體三極體中應用最廣泛的器件之一,在電路中用「V」或「VT」(舊文字元號為「Q」、「GB」等)表示。
晶體管被認為是現代歷史中最偉大的發明之一,在重要性方面可以與印刷術,汽車和電話等的發明相提並論。晶體管實際上是所有現代電器的關鍵活動(active)元件。晶體管在當今社會的重要性主要是因為晶體管可以使用高度自動化的過程進行大規模生產的能力,因而可以不可思議地達到極低的單位成本。
雖然數以百萬計的單體晶體管還在使用,絕大多數的晶體管是和二極體|-{A|zh-cn:二極體;zh-tw:二極體}-,電阻,電容一起被裝配在微晶元(晶元)上以製造完整的電路。模擬的或數字的或者這兩者被集成在同一塊晶元上。設計和開發一個復雜晶元的生本是相當高的,但是當分攤到通常百萬個生產單位上,每個晶元的價格就是最小的。一個邏輯門包含20個晶體管,而2005年一個高級的微處理器使用的晶體管數量達2.89億個。
晶體管的低成本,靈活性和可靠性使得其成為非機械任務的通用器件,例如數字計算。在控制電器和機械方面,晶體管電路也正在取代電機設備,因為它通常是更便宜,更有效地僅僅使用標准集成電路並編寫計算機程序來完成同樣的機械任務,使用電子控制,而不是設計一個等效的機械控制。
因為晶體管的低成本和後來的電子計算機,數字化信息的浪潮來到了。由於計算機提供快速的查找、分類和處理數字信息的能力,在-{A|zh-cn:信息;zh-tw:資訊}--{A|zh-cn:數字;zh-tw:數位}-化方面投入了越來越多的精力。今天的許多媒體是通過電子形式發布的,最終通過計算機轉化和呈現為模擬形式。受到數字化革命影響的領域包括電視,廣播和報紙。
顧名思義:導電性能介於導體與絕緣體(insulator)之間的材料,叫做半導體(semiconctor).
物質存在的形式多種多樣,固體、液體、氣體、等離子體等等。我們通常把導電性和導電導熱性差或不好的材料,如金剛石、人工晶體、琥珀、陶瓷等等,稱為絕緣體。而把導電、導熱都比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體。可以簡單的把介於導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。與金屬和絕緣體相比,半導體材料的發現是最晚的,直到20世紀30年代,當材料的提純技術改進以後,半導體的存在才真正被學術界認可。

半導體的發現實際上可以追溯到很久以前,

1833年,英國巴拉迪最先發現硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同於一般金屬,一般情況下,金屬的電阻隨溫度升高而增加,但巴拉迪發現硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導體現象的首次發現。不久,

1839年法國的貝克萊爾發現半導體和電解質接觸形成的結,在光照下會產生一個電壓,這就是後來人們熟知的光生伏特效應,這是被發現的半導體的第二個特徵。

在1874年,德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導與所加電場的方向有關,即它的導電有方向性,在它兩端加一個正向電壓,它是導通的;如果把電壓極性反過來,它就不導電,這就是半導體的整流效應,也是半導體所特有的第三種特性。同年,舒斯特又發現了銅與氧化銅的整流效應。

1873年,英國的史密斯發現硒晶體材料在光照下電導增加的光電導效應,這是半導體又一個特有的性質。

半導體的這四個效應,(jianxia霍爾效應的余績——四個伴生效應的發現)雖在1880年以前就先後被發現了,但半導體這個名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結出半導體的這四個特性一直到1947年12月才由貝爾實驗室完成。很多人會疑問,為什麼半導體被認可需要這么多年呢?主要原因是當時的材料不純。沒有好的材料,很多與材料相關的問題就難以說清楚。

半導體於室溫時電導率約在10ˉ10~10000/Ω·cm之間,純凈的半導體溫度升高時電導率按指數上升。半導體材料有很多種,按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。鍺和硅是最常用的元素半導體;化合物半導體包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等)。除上述晶態半導體外,還有非晶態的有機物半導體等。

本徵半導體(intrinsic semiconctor) 沒有摻雜且無晶格缺陷的純凈半導體稱為本徵半導體。在絕對零度溫度下,半導體的價帶(valence band)是滿帶(見能帶理論),受到光電注入或熱激發後,價帶中的部分電子會越過禁帶(forbidden band/band gap)進入能量較高的空帶,空帶中存在電子後成為導帶(conction band),價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位,稱為空穴(hole),導帶中的電子和價帶中的空穴合稱為電子 - 空穴對。上述產生的電子和空穴均能自由移動,成為自由載流子(free carrier),它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流,分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴,使電子-空穴對消失,稱為復合(recombination)。復合時產生的能量以電磁輻射(發射光子photon)或晶格熱振動(發射聲子phonon)的形式釋放。在一定溫度下,電子 - 空穴對的產生和復合同時存在並達到動態平衡,此時本徵半導體具有一定的載流子濃度,從而具有一定的電導率。加熱或光照會使半導體發生熱激發或光激發,從而產生更多的電子 - 空穴對,這時載流子濃度增加,電導率增加。半導體熱敏電阻和光敏電阻等半導體器件就是根據此原理製成的。常溫下本徵半導體的電導率較小,載流子濃度對溫度變化敏感,所以很難對半導體特性進行控制,因此實際應用不多。

雜質半導體(extrinsic semiconctor) 半導體中的雜質對電導率的影響非常大,本徵半導體經過摻雜就形成雜質半導體,一般可分為n型半導體和p型半導體。半導體中摻入微量雜質時,雜質原子附近的周期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態,在禁帶中產生附加的雜質能級。能提供電子載流子的雜質稱為施主(donor)雜質,相應能級稱為施主能級,位於禁帶上方靠近導帶底附近。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質原子時,雜質原子作為晶格的一分子,其五個價電子中有四個與周圍的鍺(或硅)原子形成共價鍵,多餘的一個電子被束縛於雜質原子附近,產生類氫淺能級-施主能級。施主能級上的電子躍遷到導帶所需能量比從價帶激發到導帶所需能量小得多,很易激發到導帶成為電子載流子,因此對於摻入施主雜質的半導體,導電載流子主要是被激發到導帶中的電子,屬電子導電型,稱為n型半導體。由於半導體中總是存在本徵激發的電子空穴對,所以在n型半導體中電子是多數載流子,空穴是少數載流子。相應地,能提供空穴載流子的雜質稱為受主(acceptor)雜質,相應能級稱為受主能級,位於禁帶下方靠近價帶頂附近。例如在鍺或硅晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質原子時,雜質原子與周圍四個鍺(或硅)原子形成共價結合時尚缺少一個電子,因而存在一個空位,與此空位相應的能量狀態就是受主能級。由於受主能級靠近價帶頂,價帶中的電子很容易激發到受主能級上填補這個空位,使受主雜質原子成為負電中心。同時價帶中由於電離出一個電子而留下一個空位,形成自由的空穴載流子,這一過程所需電離能比本徵半導體情形下產生電子空穴對要小得多。因此這時空穴是多數載流子,雜質半導體主要靠空穴導電,即空穴導電型,稱為p型半導體。在p型半導體中空穴是多數載流子,電子是少數載流子。在半導體器件的各種效應中,少數載流子常扮演重要角色。

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