阐述半导体材料的特性与导电原理
半导体是导电性介于导体和绝缘体之间的物质 。其导电能力随温度、光照、杂质混入而发生显着变化,特别是掺杂大头针可以改变半导体的导电能力和导电类型 。接下来来跟随着小编一起来看看它的特性与导电原理吧 。
半导体材料的特性【阐述半导体材料的特性与导电原理】1、热敏特性
半导体的电阻率随温度变化而显着变化 。例如单纯的锗,大气湿度每上升10度,其电阻率就会减少到原来的1/2 。温度的微妙变化由半导体电阻率的显着变化反映出来 。可以利用半导体的热敏特性制作感温元件-热敏电阻,用于温度测量和控制系统,值得注意的是,各种半导体器件都具有热敏特性,在环境温度变化时影响其工作稳定性 。
2、掺杂特性
在纯粹的半导体中,如果掺杂极微量的杂质元素体,其电阻率会发生很大变化 。例如,如果在纯硅中掺杂人.百万分之-的硼元素体,其电阻率将从214000Ω·cm下降到0.4Ω·cm 。,也就是硅的导电性能为提升了50多万倍,几乎所有的半导体器件都可以毫不夸张地说是由具有特定杂质的半导体材料制成的 。
3、光敏特性
半导体的电阻率对光的变化非常敏感 。有光的话电阻率小,光照不到的话电阻率就大 。例如,常用的硫化镉光电注册机,在光线不照射时,电阻达到数十兆欧姆,光线照射时,电阻一下子下降到数十千欧姆,电阻值变化了上千倍 。利用半导体的光敏特性,研制出光电三极管、光晶体管及硅光电池等多种光电老虎钳,广泛应用于自动控制和无线电技术 。
半导体的导电原理1、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 。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效 。
2、电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动。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 。
3、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 。
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