半導體的特性的應用有哪些
㈠ 半導體有什麼特性
半導體具有特性有:可摻雜性、熱敏性、光敏性、負電阻率溫度、可整流性。
半導體材料版除了用於製造大規權模集成電路之外,還可以用於功率器件、光電器件、壓力感測器、熱電製冷等用途;利用微電子的超微細加工技術,還可以製成MEMS(微機械電子系統),應用在電子、醫療領域。
半導體是指導電性能介於導體和絕緣體之間的材料。通過摻入雜質來改變其導電性能,人為控制它導電或者不導電以及導電的容易程度。
(1)半導體的特性的應用有哪些擴展閱讀
半導體的四種分類方法
1、按化學成分: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;化合物半導體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、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。除上述晶態半導體外,還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。
2、按製造技術:分為集成電路器件,分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類,一般來說這些還會被分成小類。
3、按應用領域、設計方法分類:按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規模進行分類的方法。
4、按所處理的信號:可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。
參考資料來源:網路—半導體
㈡ 什麼是半導體特性
半導體屬於抄導體與絕緣體之間的一種物質,其導電性能隨物質參數改變而改變,與其他物質不同的是它有一個PN結,一般情況下半導體都是單向導電性,電流有P區流向N區。半導體又分為本證半導體和參雜半導體,按材料分為硅型和鍺型。都具有單向導電性。不同的是,正向導通電壓和反向擊穿電壓不一樣,
㈢ 半導體主要有哪些特性
半導體的特徵:
一、半導體的導電能力介於導體和絕緣體之間,如硅、鍺、硒等,它們的電阻率通常在 之間。
二、半導體之所以得到廣泛應用,是因為它的導電能力受摻雜、溫度和光照的影響十分顯著。
三、如純凈的半導體單晶硅在室溫下電阻率約為 ,若按百萬分之一的比例摻入少量雜質(如磷)後,其電阻率急劇下降為 ,幾乎降低了一百萬倍。半導體具有這種性能的根本原因在於半導體原子結構的特殊性。
常用的半導體材料是單晶硅(Si)和單晶鍺(Ge)。所謂單晶,是指整塊晶體中的原子按一定規則整齊地排列著的晶體。非常純凈的單晶半導體稱為本徵半導體。
(3)半導體的特性的應用有哪些擴展閱讀
一、本徵半導體的原子結構
半導體鍺和硅都是四價元素,其原子結構示意圖如圖Z0102所示。它們的最外層都有4個電子,帶4個單位負電荷。通常把原子核和內層電子看作一個整體,稱為慣性核。
慣性核帶有4個單位正電荷,最外層有4個價電子帶有4個單位負電荷,因此,整個原子為電中性。
二、應用
1、在無線電收音機及電視機中,作為「訊號放大器/整流器」用。
2、半導體可以用來測量溫度,測溫范圍可以達到生產、生活、醫療衛生、科研教學等應用的70%的領域,有較高的准確度和穩定性,解析度可達0.1℃,甚至達到0.01℃也不是不可能,線性度0.2%,測溫范圍-100~+300℃,是性價比極高的一種測溫元件。
3、半導體致冷器的發展, 它也叫熱電致冷器或溫差致冷器, 它採用了帕爾貼效應.
㈣ 半導體有哪些好的特點
半導體五大特性∶電阻率特性,導電特性,光電特性,負的電阻率溫度特性,整流特性。 ★在形成晶體結構的半導體中,人為地摻入特定的雜質元素,導電性能具有可控性。 ★在光照和熱輻射條件下,其導電性有明顯的變化。 晶格:晶體中的原子在空間形成排列整齊的點陣,稱為晶格。 共價鍵結構:相鄰的兩個原子的一對最外層電子(即價電子)不但各自圍繞自身所屬的原子核運動,而且出現在相鄰原子所屬的軌道上,成為共用電子,構成共價鍵。 自由電子的形成:在常溫下,少數的價電子由於熱運動獲得足夠的能量,掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子。 空穴:價電子掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子而留下一個空位置稱空穴。 電子電流:在外加電場的作用下,自由電子產生定向移動,形成電子電流。 空穴電流:價電子按一定的方向依次填補空穴(即空穴也產生定向移動),形成空穴電流。 本徵半導體的電流:電子電流+空穴電流。自由電子和空穴所帶電荷極性不同,它們運動方向相反。 載流子:運載電荷的粒子稱為載流子。 導體電的特點:導體導電只有一種載流子,即自由電子導電。 本徵半導體電的特點:本徵半導體有兩種載流子,即自由電子和空穴均參與導電。 本徵激發:半導體在熱激發下產生自由電子和空穴的現象稱為本徵激發。 復合:自由電子在運動的過程中如果與空穴相遇就會填補空穴,使兩者同時消失,這種現象稱為復合。 動態平衡:在一定的溫度下,本徵激發所產生的自由電子與空穴對,與復合的自由電子與空穴對數目相等,達到動態平衡。 載流子的濃度與溫度的關系:溫度一定,本徵半導體中載流子的濃度是一定的,並且自由電子與空穴的濃度相等。當溫度升高時,熱運動加劇,掙脫共價鍵束縛的自由電子增多,空穴也隨之增多(即載流子的濃度升高),導電性能增強;當溫度降低,則載流子的濃度降低,導電性能變差。 結論:本徵半導體的導電性能與溫度有關。半導體材料性能對溫度的敏感性,可製作熱敏和光敏器件,又造成半導體器件溫度穩定性差的原因。 雜質半導體:通過擴散工藝,在本徵半導體中摻入少量合適的雜質元素,可得到雜質半導體。 N型半導體:在純凈的硅晶體中摻入五價元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半導體。 多數載流子:N型半導體中,自由電子的濃度大於空穴的濃度,稱為多數載流子,簡稱多子。 少數載流子:N型半導體中,空穴為少數載流子,簡稱少子。 施子原子:雜質原子可以提供電子,稱施子原子。 N型半導體的導電特性:它是靠自由電子導電,摻入的雜質越多,多子(自由電子)的濃度就越高,導電性能也就越強。 P型半導體:在純凈的硅晶體中摻入三價元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,形成P型半導體。 多子:P型半導體中,多子為空穴。 少子:P型半導體中,少子為電子。 受主原子:雜質原子中的空位吸收電子,稱受主原子。 P型半導體的導電特性:摻入的雜質越多,多子(空穴)的濃度就越高,導電性能也就越強。 結論: 多子的濃度決定於雜質濃度。 少子的濃度決定於溫度。 PN結的形成:將P型半導體與N型半導體製作在同一塊矽片上,在它們的交界面就形成PN結。 PN結的特點:具有單向導電性。 擴散運動:物質總是從濃度高的地方向濃度低的地方運動,這種由於濃度差而產生的運動稱為擴散運動。 空間電荷區:擴散到P區的自由電子與空穴復合,而擴散到N區的空穴與自由電子復合,所以在交界面附近多子的濃度下降,P區出現負離子區,N區出現正離子區,它們是不能移動,稱為空間電荷區。 電場形成:空間電荷區形成內電場。 空間電荷加寬,內電場增強,其方向由N區指向P區,阻止擴散運動的進行。 漂移運動:在電場力作用下,載流子的運動稱漂移運動。 PN結的形成過程:如圖所示,將P型半導體與N型半導體製作在同一塊矽片上,在無外電場和其它激發作用下,參與擴散運動的多子數目等於參與漂移運動的少子數目,從而達到動態平衡,形成PN結。 PN結的形成過程電位差:空間電荷區具有一定的寬度,形成電位差Uho,電流為零。 耗盡層:絕大部分空間電荷區內自由電子和空穴的數目都非常少,在分析PN結時常忽略載流子的作用,而只考慮離子區的電荷,稱耗盡層。 PN結的單向導電性
㈤ 半導體的導電特性有哪些,並簡要解釋
半導體的導電特性
自然界的各種物質就其導電性能來說,可以分為導體、絕緣體和半導體三大類。
半導體的導電能力介於導體和絕緣體之間,如硅、鍺等,它們的電阻率通常在之間。半導體之所以得到廣泛應用,是因為它的導電能力受摻雜、溫度和光照的影響十分顯著。如純凈的半導體單晶硅在室溫下電阻率約為 ,若按百萬分之一的比例摻入少量雜質(如磷)後,其電阻率急劇下降為 ,幾乎降低了一百萬倍。半導體具有這種性能的根本原因在於半導體原子結構的特殊性。
1.1.1本徵半導體
(a)鍺Ge (b)硅Si
圖1.1.1 鍺和硅原子結構
常用的半導體材料是單晶硅(Si)和單晶鍺(Ge)。所謂單晶,是指整塊晶體中的原子按一定規則整齊地排列著的晶體。非常純凈的單晶半導體稱為本徵半導體。
1.本徵半導體的原子結構
半導體鍺和硅都是四價元素,其原子結構示意圖如圖1.1.1所示。它們的最外層都有4個電子,帶4個單位負電荷。通常把原子核和內層電子看作一個整體,稱為慣性核。慣性核帶有4個單位正電荷,最外層有4個價電子帶有4個單位負電荷,因此,整個原子為電中性。
2.本徵激發
在本徵半導體的晶體結構中,每一個原子與相鄰的四個原子結合。每一個原子的價電子與另一個原子的一個價電子組成一個電子對。這對價電子是每兩個相鄰原子共有的,它們把相鄰原子結合在一起,構成所謂共價鍵的結構,如圖1.1.2所示。
圖1.1.2 本徵硅共價鍵結構
一般來說,共價鍵中的價電子不完全象絕緣體中價電子所受束縛那樣強,如果能從外界獲得一定的能量(如光照、升溫、電磁場激發等),一些價電子就可能掙脫共價鍵的束縛而成為自由電子,將這種物理現象稱作為本徵激發。
理論和實驗表明:在常溫(T=300K)下,硅共價鍵中的價電子只要獲得大於電離能EG(=1.1eV)的能量便可激發成為自由電子。本徵鍺的電離能更小,只有0.72eV。
當共價鍵中的一個價電子受激發掙脫原子核的束縛成為自由電子的同時,在共價鍵中便留下了一個空位子,稱「空穴」。當空穴出現時,相鄰原子的價電子比較容易離開它所在的共價鍵而填補到這個空穴中來使該價電子原來所在共價鍵中出現一個新的空穴,這個空穴又可能被相鄰原子的價電子填補,再出現新的空穴。價電子填補空穴的這種運動無論在形式上還是效果上都相當於帶正電荷的空穴在運動,且運動方向與價電子運動方向相反。為了區別於自由電子的運動,把這種運動稱為空穴運動,並把空穴看成是一種帶正電荷的載流子。
在本徵半導體內部自由電子與空穴總是成對出現的,因此將它們稱作為電子-空穴對。當自由電子在運動過程中遇到空穴時可能會填充進去從而恢復一個共價鍵,與此同時消失一個「電子-空穴」對,這一相反過程稱為復合。
在一定溫度條件下,產生的「電子—空穴對」和復合的「電子—空穴對」數量相等時,形成相對平衡,這種相對平衡屬於動態平衡,達到動態平衡時,「電子-空穴對」維持一定的數目。
可見,在半導體中存在著自由電子和空穴兩種載流子,而金屬導體中只有自由電子一種載流子,這也是半導體與導體導電方式的不同之處。http://ic.big-bit.com/
㈥ 半導體導電特性主要有哪些
半導體主要有三個特性,即光敏特性.熱敏特性和摻雜特性。所謂光敏特性是指某專些半導體受到強烈光屬芒照射時,其導電性能大大增強;光芒移開後,其導電性能大大減弱。所謂熱敏特性是指外界環境溫度升高時,半導體的導電性能也隨著溫度的升高而增強。所謂摻雜特性是指在純凈的半導體中,如果摻入極微量的雜質可使其導電性能劇增。
㈦ 半導體是什麼,有什麼特點
半導體
[bàn dǎ tǐ]
半導體( semiconctor),指常溫下導電性能介於導體(conctor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應用。二極體是採用半導體製作的器件。
中文名:半導體
外文名:semiconctor
應用:收音機、電視機以及測溫
物質形式:氣體、等離子體等
簡介
物質存在的形式多種多樣,固體、液體、氣體、等離子體等等。我們通常把導電性差或不好的材料,如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等等,稱為絕緣體。而把導電性比較好的金屬如金、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。與導體和絕緣體相比,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
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半導體
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本徵半導體:不含雜質且無晶格缺陷的半導體稱為本徵半導體。在極低溫度下,半導體的價帶是滿帶(見能帶理論),受到熱激發後,價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶,空帶中存在電子後成為導帶,價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位,稱為空穴。導帶中的電子和價帶中的空穴合稱電子- 空穴對,空穴導電並不是電子運動,但是它的運動可以將其等效為載流子。空穴導電時等電量的電子會沿其反方向運動。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,電子-空穴對消失,稱為復合。復合時釋放出的能量變成電磁輻射(發光)或晶格的熱振動能量(發熱)。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,此時半導體具有一定的載流子密度,從而具有一定的電阻率。溫度升高時,將產生更多的電子- 空穴對,載流子密度增加,電阻率減小。無晶格缺陷的純凈半導體的電阻率較大,實際應用不多。
㈧ 常見的半導體材料有幾種他們各自有什麼特點
常見的半導體材料復有硅(si)、制鍺(ge),化合物半導體,如砷化鎵(gaas)等;摻雜或製成其它化合物半導體材料,如硼(b)、磷(p)、錮(in)和銻(sb)等。其中硅是最常用的一種半導體材料。
有以下共同特點:
1.半導體的導電能力介於導體與絕緣體之間
2.半導體受外界光和熱的刺激時,其導電能力將會有顯著變化。
3.在純凈半導體中,加入微量的雜質,其導電能力會急劇增強。
㈨ 半導體材料的特性
半導體材料的特性:
半導體材料是室溫下導電性介於導電材料和絕緣材料之間的一類功能材料。靠電子和空穴兩種載流子實現導電,室溫時電阻率一般在10-5~107歐·米之間。通常電阻率隨溫度升高而增大;若摻入活性雜質或用光、射線輻照,可使其電阻率有幾個數量級的變化。
此外,半導體材料的導電性對外界條件(如熱、光、電、磁等因素)的變化非常敏感,據此可以製造各種敏感元件,用於信息轉換。
半導體材料的特性參數有禁帶寬度、電阻率、載流子遷移率、非平衡載流子壽命和位錯密度。禁帶寬度由半導體的電子態、原子組態決定,反映組成這種材料的原子中價電子從束縛狀態激發到自由狀態所需的能量。電阻率、載流子遷移率反映材料的導電能力。
非平衡載流子壽命反映半導體材料在外界作用(如光或電場)下內部載流子由非平衡狀態向平衡狀態過渡的弛豫特性。位錯是晶體中最常見的一類缺陷。位錯密度用來衡量半導體單晶材料晶格完整性的程度,對於非晶態半導體材料,則沒有這一參數。
半導體材料的特性參數不僅能反映半導體材料與其他非半導體材料之間的差別,更重要的是能反映各種半導體材料之間甚至同一種材料在不同情況下,其特性的量值差別。
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材料工藝
半導體材料特性參數的大小與存在於材料中的雜質原子和晶體缺陷有很大關系。例如電阻率因雜質原子的類型和數量的不同而可能作大范圍的變化,而載流子遷移率和非平衡載流子壽命
一般隨雜質原子和晶體缺陷的增加而減小。另一方面,半導體材料的各種半導體性質又離不開各種雜質原子的作用。而對於晶體缺陷,除了在一般情況下要盡可能減少和消除外,有的情況下也希望控制在一定的水平,甚至當已經存在缺陷時可以經過適當的處理而加以利用。
為了要達到對半導體材料的雜質原子和晶體缺陷這種既要限制又要利用的目的,需要發展一套制備合乎要求的半導體材料的方法,即所謂半導體材料工藝。這些工藝大致可概括為提純、單晶制備和雜質與缺陷控制。
半導體材料的提純「主要是除去材料中的雜質。提純方法可分化學法和物理法。化學提純是把材料製成某種中間化合物以便系統地除去某些雜質,最後再把材料(元素)從某種容易分解的化合物中分離出來。物理提純常用的是區域熔煉技術,即將半導體材料鑄成錠條,從錠條的一端開始形成一定長度的熔化區域。
利用雜質在凝固過程中的分凝現象,當此熔區從一端至另一端重復移動多次後,雜質富集於錠條的兩端。去掉兩端的材料,剩下的即為具有較高純度的材料(見區熔法晶體生長)。此外還有真空蒸發、真空蒸餾等物理方法。鍺、硅是能夠得到的純度最高的半導體材料,其主要雜質原子所佔比例可以小於百億分之一。