半导体的特性的应用有哪些
㈠ 半导体有什么特性
半导体具有特性有:可掺杂性、热敏性、光敏性、负电阻率温度、可整流性。
半导体材料版除了用于制造大规权模集成电路之外,还可以用于功率器件、光电器件、压力传感器、热电制冷等用途;利用微电子的超微细加工技术,还可以制成MEMS(微机械电子系统),应用在电子、医疗领域。
半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。通过掺入杂质来改变其导电性能,人为控制它导电或者不导电以及导电的容易程度。
(1)半导体的特性的应用有哪些扩展阅读
半导体的四种分类方法
1、按化学成分:分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第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族化合物组成的固溶体。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
2、按制造技术:分为集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。
3、按应用领域、设计方法分类:按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。
4、按所处理的信号:可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。
参考资料来源:网络—半导体
㈡ 什么是半导体特性
半导体属于抄导体与绝缘体之间的一种物质,其导电性能随物质参数改变而改变,与其他物质不同的是它有一个PN结,一般情况下半导体都是单向导电性,电流有P区流向N区。半导体又分为本证半导体和参杂半导体,按材料分为硅型和锗型。都具有单向导电性。不同的是,正向导通电压和反向击穿电压不一样,
㈢ 半导体主要有哪些特性
半导体的特征:
一、半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,如硅、锗、硒等,它们的电阻率通常在 之间。
二、半导体之所以得到广泛应用,是因为它的导电能力受掺杂、温度和光照的影响十分显著。
三、如纯净的半导体单晶硅在室温下电阻率约为 ,若按百万分之一的比例掺入少量杂质(如磷)后,其电阻率急剧下降为 ,几乎降低了一百万倍。半导体具有这种性能的根本原因在于半导体原子结构的特殊性。
常用的半导体材料是单晶硅(Si)和单晶锗(Ge)。所谓单晶,是指整块晶体中的原子按一定规则整齐地排列着的晶体。非常纯净的单晶半导体称为本征半导体。
(3)半导体的特性的应用有哪些扩展阅读
一、本征半导体的原子结构
半导体锗和硅都是四价元素,其原子结构示意图如图Z0102所示。它们的最外层都有4个电子,带4个单位负电荷。通常把原子核和内层电子看作一个整体,称为惯性核。
惯性核带有4个单位正电荷,最外层有4个价电子带有4个单位负电荷,因此,整个原子为电中性。
二、应用
1、在无线电收音机及电视机中,作为“讯号放大器/整流器”用。
2、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,分辨率可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是性价比极高的一种测温元件。
3、半导体致冷器的发展, 它也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应.
㈣ 半导体有哪些好的特点
半导体五大特性∶电阻率特性,导电特性,光电特性,负的电阻率温度特性,整流特性。 ★在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。 ★在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。 晶格:晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,称为晶格。 共价键结构:相邻的两个原子的一对最外层电子(即价电子)不但各自围绕自身所属的原子核运动,而且出现在相邻原子所属的轨道上,成为共用电子,构成共价键。 自由电子的形成:在常温下,少数的价电子由于热运动获得足够的能量,挣脱共价键的束缚变成为自由电子。 空穴:价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。 电子电流:在外加电场的作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流。 空穴电流:价电子按一定的方向依次填补空穴(即空穴也产生定向移动),形成空穴电流。 本征半导体的电流:电子电流+空穴电流。自由电子和空穴所带电荷极性不同,它们运动方向相反。 载流子:运载电荷的粒子称为载流子。 导体电的特点:导体导电只有一种载流子,即自由电子导电。 本征半导体电的特点:本征半导体有两种载流子,即自由电子和空穴均参与导电。 本征激发:半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发。 复合:自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴,使两者同时消失,这种现象称为复合。 动态平衡:在一定的温度下,本征激发所产生的自由电子与空穴对,与复合的自由电子与空穴对数目相等,达到动态平衡。 载流子的浓度与温度的关系:温度一定,本征半导体中载流子的浓度是一定的,并且自由电子与空穴的浓度相等。当温度升高时,热运动加剧,挣脱共价键束缚的自由电子增多,空穴也随之增多(即载流子的浓度升高),导电性能增强;当温度降低,则载流子的浓度降低,导电性能变差。 结论:本征半导体的导电性能与温度有关。半导体材料性能对温度的敏感性,可制作热敏和光敏器件,又造成半导体器件温度稳定性差的原因。 杂质半导体:通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素,可得到杂质半导体。 N型半导体:在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体。 多数载流子:N型半导体中,自由电子的浓度大于空穴的浓度,称为多数载流子,简称多子。 少数载流子:N型半导体中,空穴为少数载流子,简称少子。 施子原子:杂质原子可以提供电子,称施子原子。 N型半导体的导电特性:它是靠自由电子导电,掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能也就越强。 P型半导体:在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,形成P型半导体。 多子:P型半导体中,多子为空穴。 少子:P型半导体中,少子为电子。 受主原子:杂质原子中的空位吸收电子,称受主原子。 P型半导体的导电特性:掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能也就越强。 结论: 多子的浓度决定于杂质浓度。 少子的浓度决定于温度。 PN结的形成:将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成PN结。 PN结的特点:具有单向导电性。 扩散运动:物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动,这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。 空间电荷区:扩散到P区的自由电子与空穴复合,而扩散到N区的空穴与自由电子复合,所以在交界面附近多子的浓度下降,P区出现负离子区,N区出现正离子区,它们是不能移动,称为空间电荷区。 电场形成:空间电荷区形成内电场。 空间电荷加宽,内电场增强,其方向由N区指向P区,阻止扩散运动的进行。 漂移运动:在电场力作用下,载流子的运动称漂移运动。 PN结的形成过程:如图所示,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在无外电场和其它激发作用下,参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目,从而达到动态平衡,形成PN结。 PN结的形成过程电位差:空间电荷区具有一定的宽度,形成电位差Uho,电流为零。 耗尽层:绝大部分空间电荷区内自由电子和空穴的数目都非常少,在分析PN结时常忽略载流子的作用,而只考虑离子区的电荷,称耗尽层。 PN结的单向导电性
㈤ 半导体的导电特性有哪些,并简要解释
半导体的导电特性
自然界的各种物质就其导电性能来说,可以分为导体、绝缘体和半导体三大类。
半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,如硅、锗等,它们的电阻率通常在之间。半导体之所以得到广泛应用,是因为它的导电能力受掺杂、温度和光照的影响十分显著。如纯净的半导体单晶硅在室温下电阻率约为 ,若按百万分之一的比例掺入少量杂质(如磷)后,其电阻率急剧下降为 ,几乎降低了一百万倍。半导体具有这种性能的根本原因在于半导体原子结构的特殊性。
1.1.1本征半导体
(a)锗Ge (b)硅Si
图1.1.1 锗和硅原子结构
常用的半导体材料是单晶硅(Si)和单晶锗(Ge)。所谓单晶,是指整块晶体中的原子按一定规则整齐地排列着的晶体。非常纯净的单晶半导体称为本征半导体。
1.本征半导体的原子结构
半导体锗和硅都是四价元素,其原子结构示意图如图1.1.1所示。它们的最外层都有4个电子,带4个单位负电荷。通常把原子核和内层电子看作一个整体,称为惯性核。惯性核带有4个单位正电荷,最外层有4个价电子带有4个单位负电荷,因此,整个原子为电中性。
2.本征激发
在本征半导体的晶体结构中,每一个原子与相邻的四个原子结合。每一个原子的价电子与另一个原子的一个价电子组成一个电子对。这对价电子是每两个相邻原子共有的,它们把相邻原子结合在一起,构成所谓共价键的结构,如图1.1.2所示。
图1.1.2 本征硅共价键结构
一般来说,共价键中的价电子不完全象绝缘体中价电子所受束缚那样强,如果能从外界获得一定的能量(如光照、升温、电磁场激发等),一些价电子就可能挣脱共价键的束缚而成为自由电子,将这种物理现象称作为本征激发。
理论和实验表明:在常温(T=300K)下,硅共价键中的价电子只要获得大于电离能EG(=1.1eV)的能量便可激发成为自由电子。本征锗的电离能更小,只有0.72eV。
当共价键中的一个价电子受激发挣脱原子核的束缚成为自由电子的同时,在共价键中便留下了一个空位子,称“空穴”。当空穴出现时,相邻原子的价电子比较容易离开它所在的共价键而填补到这个空穴中来使该价电子原来所在共价键中出现一个新的空穴,这个空穴又可能被相邻原子的价电子填补,再出现新的空穴。价电子填补空穴的这种运动无论在形式上还是效果上都相当于带正电荷的空穴在运动,且运动方向与价电子运动方向相反。为了区别于自由电子的运动,把这种运动称为空穴运动,并把空穴看成是一种带正电荷的载流子。
在本征半导体内部自由电子与空穴总是成对出现的,因此将它们称作为电子-空穴对。当自由电子在运动过程中遇到空穴时可能会填充进去从而恢复一个共价键,与此同时消失一个“电子-空穴”对,这一相反过程称为复合。
在一定温度条件下,产生的“电子—空穴对”和复合的“电子—空穴对”数量相等时,形成相对平衡,这种相对平衡属于动态平衡,达到动态平衡时,“电子-空穴对”维持一定的数目。
可见,在半导体中存在着自由电子和空穴两种载流子,而金属导体中只有自由电子一种载流子,这也是半导体与导体导电方式的不同之处。http://ic.big-bit.com/
㈥ 半导体导电特性主要有哪些
半导体主要有三个特性,即光敏特性.热敏特性和掺杂特性。所谓光敏特性是指某专些半导体受到强烈光属芒照射时,其导电性能大大增强;光芒移开后,其导电性能大大减弱。所谓热敏特性是指外界环境温度升高时,半导体的导电性能也随着温度的升高而增强。所谓掺杂特性是指在纯净的半导体中,如果掺入极微量的杂质可使其导电性能剧增。
㈦ 半导体是什么,有什么特点
半导体
[bàn dǎ tǐ]
半导体( semiconctor),指常温下导电性能介于导体(conctor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。二极管是采用半导体制作的器件。
中文名:半导体
外文名:semiconctor
应用:收音机、电视机以及测温
物质形式:气体、等离子体等
简介
物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性差或不好的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等等,称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可
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半导体
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本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。导带中的电子和价带中的空穴合称电子- 空穴对,空穴导电并不是电子运动,但是它的运动可以将其等效为载流子。空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子- 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子- 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。
㈧ 常见的半导体材料有几种他们各自有什么特点
常见的半导体材料复有硅(si)、制锗(ge),化合物半导体,如砷化镓(gaas)等;掺杂或制成其它化合物半导体材料,如硼(b)、磷(p)、锢(in)和锑(sb)等。其中硅是最常用的一种半导体材料。
有以下共同特点:
1.半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间
2.半导体受外界光和热的刺激时,其导电能力将会有显著变化。
3.在纯净半导体中,加入微量的杂质,其导电能力会急剧增强。
㈨ 半导体材料的特性
半导体材料的特性:
半导体材料是室温下导电性介于导电材料和绝缘材料之间的一类功能材料。靠电子和空穴两种载流子实现导电,室温时电阻率一般在10-5~107欧·米之间。通常电阻率随温度升高而增大;若掺入活性杂质或用光、射线辐照,可使其电阻率有几个数量级的变化。
此外,半导体材料的导电性对外界条件(如热、光、电、磁等因素)的变化非常敏感,据此可以制造各种敏感元件,用于信息转换。
半导体材料的特性参数有禁带宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定,反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。
非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用(如光或电场)下内部载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类缺陷。位错密度用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度,对于非晶态半导体材料,则没有这一参数。
半导体材料的特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别,更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下,其特性的量值差别。
(9)半导体的特性的应用有哪些扩展阅读:
材料工艺
半导体材料特性参数的大小与存在于材料中的杂质原子和晶体缺陷有很大关系。例如电阻率因杂质原子的类型和数量的不同而可能作大范围的变化,而载流子迁移率和非平衡载流子寿命
一般随杂质原子和晶体缺陷的增加而减小。另一方面,半导体材料的各种半导体性质又离不开各种杂质原子的作用。而对于晶体缺陷,除了在一般情况下要尽可能减少和消除外,有的情况下也希望控制在一定的水平,甚至当已经存在缺陷时可以经过适当的处理而加以利用。
为了要达到对半导体材料的杂质原子和晶体缺陷这种既要限制又要利用的目的,需要发展一套制备合乎要求的半导体材料的方法,即所谓半导体材料工艺。这些工艺大致可概括为提纯、单晶制备和杂质与缺陷控制。
半导体材料的提纯“主要是除去材料中的杂质。提纯方法可分化学法和物理法。化学提纯是把材料制成某种中间化合物以便系统地除去某些杂质,最后再把材料(元素)从某种容易分解的化合物中分离出来。物理提纯常用的是区域熔炼技术,即将半导体材料铸成锭条,从锭条的一端开始形成一定长度的熔化区域。
利用杂质在凝固过程中的分凝现象,当此熔区从一端至另一端重复移动多次后,杂质富集于锭条的两端。去掉两端的材料,剩下的即为具有较高纯度的材料(见区熔法晶体生长)。此外还有真空蒸发、真空蒸馏等物理方法。锗、硅是能够得到的纯度最高的半导体材料,其主要杂质原子所占比例可以小于百亿分之一。