什么电阻是由半导体制成的
❶ 半导体的电阻
半导体及其基本特性
1.1 金属 - 半导体 - 绝缘体
我们知道,自然界中的物质大致可分为气体、液体、固体、等离子体 4 种基本形态。在固体材料中,根据其导电性能的差异,又可分为金属、半导体和绝缘体。例如,铜、铝、金、银等金属;它们的导电本领都很大,是良好的导体;橡胶、塑料、电木等导电本领很小,是绝缘体;制造半导体器件的主要材料硅、锗、砷化镓等,它们的导电本领比导体小而比绝缘体大,叫做半导体。
物体导电本领的大小可用 电 阻 率 来表示。金属导体的电阻率约在 10 -4 W ·cm 以下,绝缘体的电阻率约在 10 9 W ·cm 以上,半导体的电子率是介于二者之间,约在 10 -4 ~ 10 9 W ·cm 。 图 1.1 列出这三类中一些重要材料的电阻率和 电导率 。
图 1.1
1.2 常见的半导体材料
• 元素半导体
有关半导体材料的研究开始于 19 世纪初。多年以来许多半导体已被研究过。 表 1.1 列出周期表中有关半导体元素的部分。在周期表第 IV 族中的元素如硅( Si )、锗( Ge )都是由单一原子所组成的元素半导体。在 20 世纪 50 年代初期,锗曾是最主要的半导体材料。但自 60 年代初期以来,硅已取而代之成为半导体制造的主要材料。现今我们使用硅的主要原因,乃是因为硅器件在室温下有较佳,且高品质的硅氧化层可由热生长的方式产生。经济上的考虑也是原因之一,可用于制造器件等级的硅材料,远比其他半导体材料价格低廉。在二氧化硅及硅酸盐中的硅含量占地表的 25 %,仅次于氧。到目前为止,硅可说是周期表中被研究最多且技术最成熟的半导体 元素 。
表 1.1 周期表中于半导体相关的部分
• 化合物半导体
近年来一些 化合物 半导体已被应用于各种器件中。 表 1.2 列出与两种元素半导体同样重要的化合物半导体。二元化合物半导体是由周期表中的两种元素组成。例如, III-V 族元素化合物半导体砷化镓( GaAs )是由 III 族元素镓( Ga )及 V 族元素砷( As )所组成。
除了二元化合物半导体外,三元及四元半导体化合物半导体也各有其特殊用途。由 III 族元素铝( Al )、镓( Ga )及 V 族元素砷( As )所组成的合金半导体 Al x Ga 1-x As 即是一种三元化合物半导体,而具有 A x B 1-x C y D 1-y 形式的四元化合物半导体则可由许多二元及三元化合物半导体组成。例如,合金半导体 Ga x In 1-x As y P 1-y 是由磷化镓( GaP )、磷化铟( InP )、砷化铟( InAs )及砷化镓( GaAs )所组成。与元素半导体相比,制作单晶体形式的化合物半导体通常需要较复杂的程序。
许多化合物半导体具有与硅不同的电和光的特性。这些半导体,特别是砷化镓( GaAs ),主要用于高速光电器件。虽然化合物半导体的技术不如硅半导体技术成熟,但硅半导体技术的快速发展,也同时带动化合物半导体技术的成长。
1.3 半导体导电性的特点
实际上,金属、半导体和绝缘体之间的界限并不是绝对的。通常,当半导体中的杂质含量很高时,电导率很高,呈现出一定的金属性,而纯净半导体在低温下的电导率很低,呈现出绝缘性。一般半导体和金属的区别在于半导体中存在着 禁带 而金属中不存在禁带;区分半导体和绝缘体则更加困难,通常根据它们的禁带宽度及其温度特性加以区分。
半导体的导电性究竟具有哪些特点呢?大致可归纳以下几个方面:
( 1 )半导体的电阻率对温度的反应灵敏。纯净半导体的电阻率随温度变化很显著,而且电阻率随温度升高而下降。例如纯锗,当温度从 20 o C 升高到 30 o C 时,电阻率就降低一半左右。而金属的电阻率随温度的变化比较小,而且随温度升高电阻率增大。
( 2 )微量的杂质能显著地改变半导体的电阻率。例如在纯硅中掺入 6 ′ 10 15 /cm 3 的杂质磷或锑,即在硅中掺入千万分之一的杂质,就能使它的电阻率从 2.15 ′ 10 5 W ·cm 减小到 1 W ·cm ,降低了 20 万倍。晶格结构的完整与否也会对半导体导电性能有极大的影响。因此在制作半导体器件时除人为地在半导体中掺入有用杂质来控制半导体的导电性外,还要严格防止一些有害杂质对半导体的沾污,以免改变半导体的导电性能,使生产出来的器件质量下降,甚至报废。但金属中含有少量杂质时,看不出电阻率会有什么显著的变化。
( 3 )适当的光照可使半导体的电阻率显著改变。当某种频率的光照射半导体时,会使半导体的电阻率显著下降,这种现象叫光电导。自动控制中用到的光敏电阻就是利用半导体的光电导特性来制成的。但是,金属的电阻率不受光照影响。
总之,半导体的导电性能非常灵敏地依赖于外界条件、材料的纯度以及晶体结构的完整性等。半导体的导电性能所以有上述特点是由半导体内部特殊的微观结构所决定的,后面将叙述半导体导电的内在规律。
❷ 什么电阻不能用半导体材料制作的
A、导体电阻由导体的来材自料、长度、横截面积决定,与导体是否通电无关,故A错误; B、电热器是利用电流热效应工作的,超导体电阻为零,电热器的发热电阻不能使用超导材料,故B正确; C、保险丝不能用半导体材料制成,故C错误; D、导体电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,不知铁导线与铜导线的长度与横截面积关系,无法判断其电阻大小关系,故D错误; 故选B.
❸ 光敏电阻是由半导体材料制成的,受到光照射时,其导电性能显著增强;它的灵敏度高,制造工艺简单,广泛应
(1)由自动控制路灯的工作原理图,当光照暗到一定程度时,路灯能点版亮.当放大电路权的输入b端电压升高至某一值时,使经过继电器J的电流增大到受继电器J控制的电键S闭合,路灯就点亮.当R 1 是光敏电阻时,若无光照其阻值变大,从而使a端的电压升高,最终将路灯点亮. (2)若要降低电路的灵敏度,即当光很弱时路灯才可以点亮.即电阻R 2 阻值较大时,b端的电压才升高到某一值,说明定值电阻的阻值变大了. 故答案为:R 2 ;增大. |
❹ 热敏电阻光敏电阻气敏电阻都属于半导体材料制成的
A、传抄感器材料分半导体材料、袭陶瓷材料、金属材料和有机材料,故A错误;
B、光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的,故B正确,D错误;
C、传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的,不一定是通过感知电阻的变化来传递信号的,故C错误;
故选:B
❺ 半导体的电阻率随温度光照等变化的特性制成什么什么电阻是什么电阻
A、半导体材料的电阻率会随温度和光照等因素发生变化;故A正确;
B、导线一般选用电阻率较小回的材料,铝、铜的答电阻率较小;故B错误;
C、电阻率只与材料有关,和导体的电阻、截面积及长度无关;故C错误;
D、很多材料的电阻率均与温度有关;故D错误;
故选:A.
❻ 热敏电阻是由半导体材料制成的,其中的载流子数目是随温度的升高按指数规律迅速增加的.载流子数目越多,
由图可知,D点接地,电势为0.当温度较低时,由于Y的电阻非常大,A点的电势内接近5V,非门容的输入端为高电势,因此非门的输出端为低电势,蜂呜器两端没有电压,蜂鸣器不报警.当火警发生时,温度升高导致Y的阻值变得很小,从而使输入端A点的电势接近0,非门输出端为高电势,这样蜂鸣器两端获得一个能发声的工作电压,蜂鸣器就会发出声音报警.所以Y为热敏电阻,X为可变电阻,用来调节报警器的灵敏度.故A正确; 故选:A |
❼ 现有两个电阻元件,其中一个是由金属材料制成的,它的电阻随温度的升高而增大.而另一个是由某种半导体材
(1)由表中数据可知,其发热功率随电压的增大而增大,其电阻随电压的增大而减小,而金属材料制成的电阻随温度的升高而增大,所以该元件R0不是金属材料制成的电阻,而是由半导体材料制成的.
(2)电路为串联电路,故R0时,电流为1.8A,则R0电压为1.2V,则易得R上电压为1.8V,则PR=UI=3.24W.
答:此时定值电阻R的电功率为3.24W.
(3)由上表可得I=1.25U2
❽ 电阻是半导体吗什么是半导体...性质....谢谢喽
电阻是导体。
半导体是处于导体与绝缘体间的一种物质,在物理中有明确的量化指标。我们通常所指的电阻其量化值在导体范围内,常用的电阻(又称电阻器)是导体而不是半导体。
❾ 现有两个电阻元件,其中一个是由金属材料制成的,它的电阻随温度的升高而增大,而另一个是由某种半导体材
(1)随着电流增大,即元件R0的发热功率越大,对应电压与电流的比值越小,即电阻值越小,所以元件R0可能是由上述半导体材料制成的.
(2)由表中数据可知,当电流为1.8A时,U0=1.2V
定值电阻两端的电压为:UR=U-U0=1.8V
定值电阻消耗的功率为:P=URI=3.24W
(3)通过描点法作图,I-U图如图:
故答案为:(1)半导体;(2)3.24W;(3)如图
❿ 利用什么可制成半导体光敏电阻
光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用版下其阻值往往变小,权这种现象称为光导效应,因此,光敏电阻又称光导管。所以用的半导体,而常见的半导体就是单晶硅
半导体光敏元件是基于半导体光电效应的光电转换传感器,又称光电敏感器。采用光、电技术能实现无接触、远距离、快速和精确测量,常用来间接测量能转换成光量的其他物理或化学量。半导体光敏元件有灵敏度、探测率、光照率、光照特性、伏安特性、光谱特性、时间和频率响应特性以及温度特性等,它们主要由材料、结构和工艺决定。