半导体的特性
半导体的特性
半导体的特性
半导体主要有以下特性。
1、半导体：导电能力随着掺入杂质、输入电压（电流）、温度和光照条件的不同而发生很大变化,人们把这一类物质称为半导体。
2、载流子：半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。
自由电子：带负电荷。
空穴:带正电荷。
特性:在外电场的作用下,两种载流子都可以做定向移动,形成电流。
3、电子技术的核心是半导体半导体之所以得到广泛的应用，是因为人们发现半导体有一下的三个特性。
(1)掺杂性:在纯净的半导体中掺入及其微量的杂质元素,则它的导电能力将大大增强。
(2)热敏性:温度升高,将使半导体的导电能力打发增强。
（3)光敏性：对半导体施加光线照射时，光照越强，导电能力越强。
3.P型半导体和N型半导体(重点)N型半导体:主要靠电子导电的半导体。
即:电子是多数载流子,空穴是少数载流子。
P型半导体:主要靠空穴导电的半导体。
即:空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
PN结:经过特殊的工艺加工,将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起,则在两种半导体的交界面就会出现一
个特殊的接触面，称为PN 结。
半导体的特性
1.半导体的特性：光敏特性、热敏特性、掺杂特性。
2.杂质半导体分为N型半导体和P型半导体，N型半导体的元素是4价硅P型半导体元素是3价硼。
3.N型半导体多子是电子P型半导体多子是空穴。
4.PN结的单向导电性：正向导通，反向截止。
5.三极管按结构分可分为：PNP、PNP型；三极管由集电极c、基极b、发射极e组成。
6.三极管的工作区域：截止区（集电结反偏，发射结反偏）、放大区（发射结正偏、集电结反偏）、饱和区（集电结正偏、发射结正偏）7.电压关系：NPN:U C>U B>U E；PNP：U C<U B<U E；电流关系：I E=I C+I B；I C=βI B；β=ΔIC/ΔIB8.共集电极放大电路的放大倍数为：19.多级放大电路的耦合方式分为阻容耦合和直接耦合10.多级放大电路的输入电阻就是其第一级的输入电阻输出电阻就是其最后一级的输出电阻放大倍数Au=Au1Au2……Aun11.|1+AF|是衡量反馈程度的量用D表示；满足|1+AF|>>1条件的负反馈称为深度负反馈12.电路的电压增益接近于1且相位相同，故称为电压跟随器13.集成运放由输入级、中间级、输出级、偏置电路四部分组成14.功率放大器可分为甲类、甲乙类、乙类；乙类放大器的效率通常为78.5%导通角为θ=180°15.直流稳压电源的组成由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成。
16.直流通路围边等效电路根据直流通路对放大电路的静态进行计算b CC R V R V V I ≈-=b BE CC B ；B C I βI =；c C CC CE R I V V -=交流负载线1.从B 点通过输出特性曲线上的Q 点做一条直线， 其斜率为-1/R'L 。
2.R'L= RL ∥Rc ，是交流负载电阻。
3.E bb'be/ mV 26I r r += 4.L c L //= 'R R R 5.be L V r R A '-=∙β be be b r r R R ≈=//i C o R R =。
什么叫半导体材料的特性
什么叫半导体材料的特性？
半导体材料是一类具有特殊电学特性的材料，在现代电子学领域发挥着重要的作用。
半导体材料的特性主要表现在以下几个方面：
1. 晶体结构
半导体材料通常具有晶体结构，其中原子排列有序。
这种结构使得电子在材料中以禁带形式出现，能够在受激励时跃迁到导带中形成载流子。
2. 禁带宽度
半导体材料中的禁带宽度是指能带结构中导带和价带之间的能隙大小。
禁带宽度的大小直接影响了半导体材料的导电性能，如禁带宽度较小的半导体容易被激发产生导电行为。
3. 拓扑结构
半导体材料的电子结构和晶体结构决定了其拓扑性质，如在一维拓扑材料中，存在着边界态等特殊性质。
这些拓扑性质决定了半导体材料的一些特殊电学特性。
4. 光学性质
半导体材料通常具有良好的光学性质，如能够实现光电二极管、激光器等光电器件。
这些光学性质使得半导体材料在光电子领域有着广泛的应用。
5. 热电性质
部分半导体材料具有较好的热电性质，能够在温差作用下产生电能。
这种热电性质使得半导体材料在热电传感器、热电发电等领域具有应用前景。
总的来说，半导体材料具有晶体结构、禁带宽度、拓扑结构、光学性质和热电性质等多种特性，这些特性使得半导体材料在电子学、光电子学、热电领域有着广泛的应用和研究价值。
1第一节 半导体的特性
在原来的共价键位置 留下一个空位，
称之为空穴。
带正电的空穴
+4
+4
+4
+4
+4
+4
hole
带负电的自由电子
+4 +4 +4
free electron
4
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第一节 半导体的特性
半导体中存在两种载流子： 带负电的自由电子和带正电的空穴。
在本征半导体中，
+4 +4 +4
两种载流子总是成对出现 称为 电子 – 空穴对
而少数载流子的浓度主要取决于温度。
杂质半导体的优点：
掺入不同性质、不同浓度的杂质，
并使P型半导体和N型半导体以不同方式组合，
可以制造出形形色色、品种繁多、
用途各异的半导体器件。
10
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在硅或锗晶体中掺入少量的3价杂质元素，
当它与周围的硅原子组成共价键时，
将缺少一个价电子， 产生了一个空位。 空位为电中性。
+4 +3 +4 +4 +4
+4
空位
8
+4
+4
+4
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第一节 半导体的特性
硅原子外层电子由于热运动填补此空位时， 杂质原子成为负离子， 硅原子的共价键中产生一个空穴。 在室温下仍有电子 – 空穴对 的产生和复合。 在这种杂质半导体中，空 穴的浓度远高于自由电子 的浓度。
空穴
+4 +4 +3 +4 +4
少数 载流 子
+4
+4
半导体和超导体的特点
半导体和超导体的特点半导体和超导体是两种不同类型的材料，它们都在电子和能量传导方面具有很特殊的性质，下面详细介绍它们的特点。
一、半导体的特点1.导电特性：半导体能够在一定条件下表现出良好的导电性能，当半导体中的电子数目增加时，它的导电性能也会相应提升。
2.能带结构：半导体的能带结构独特，其中包含了价带和导带，两者之间有一个带隙。
在带隙范围内，半导体是难以导电的。
3.热激发：半导体可以通过热激发的方式将电子从价带中提取出来，然后进入导带中，使其导电。
4.杂质掺杂：通过掺杂一些杂质元素，可以使半导体导电性发生变化。
n型半导体是通过掺杂五价元素（如磷等）来实现，p型半导体是通过掺杂三价元素（如硼、铝等）来实现的。
5.少数载流子：与金属导电形式不同，半导体的导电是通过少数载流子来实现。
n型半导体电子是载流子，p型半导体空穴是载流子。
二、超导体的特点1.无电阻：超导体的最大特点就是展现出了无电阻状态，电流可以不受电阻和能量损失的限制自由流动。
2.零电阻带：当温度降到超导临界温度以下时，超导体可以形成一条零电阻带，这条带会对电磁波产生反射作用，并导致绕返波的出现。
3.鸣振波：超导体在过渡时通过鸣振波的形式来恢复电阻，当电流超管超过超导体的临界电流时，静态电场会引起振动，从而产生鸣振波。
4.磁场排斥作用：磁场对超导体具有排斥作用，在超导体中，磁场的介入会限制其超导性能。
5.临界温度：超导体的临界温度是它能够表现出超导性的最高温度。
对于高温超导体而言，它们的临界温度要高于-100°C，而对于低温超导体而言，它们的临界温度要低于-100°C。
总体而言，半导体和超导体都是一个致力于推动人类技术进步发挥重要作用的材料。
半导体广泛使用于半导体电子学、信息科技等领域，而超导体则在高速列车、轨道交通等领域有广泛的应用。
随着科技的不断进步，这些材料的应用前景也会更加广阔。
半导体及其特性
半导体及其特性
顾名思义，所谓半导体，就是介于导体与绝缘体之间的一种材料，它的导电能力比导体差得多，而又比绝缘体要好得多。
硅、锗、砷化镓等，都是常用的半导体。
开始，人们对半导体及其优越性没有足够的认识，半导体材料并没有表现出多大的用处。
近几十年来，随着人们发现半导体具有的特殊性能，半导体才逐渐引起全世界的重视，对它的研究和应用发展极快。
现在，从日常生活到现代通讯设备，电子计算机、空间技术等，都离不开半导体。
半导体材料具有如下几个特性：
1．热敏性。
我们知道，温度是影响导体电阻的条件之一，但只有温度变化很大时，才有讨论的实际意义。
半导体材料的电阻随温度的升高而明显变小，有些半导体的温度只要变化百分之几摄氏度，都能观察到它的电阻变化。
我们将半导体材料的电阻对温度变化的敏感性称为半导体的热敏性。
根据半导体的热敏性，我们可以制作热敏电阻，在精密温度的测量、热敏自动控制方面有广泛的应用。
2．光敏性。
用光照射半导体材料时，它的电阻会明显减小，照射光越强，电阻就越小。
我们将半导体材料的电阻对光照反应的敏感性称为光敏性。
光敏性主要被用在自动控制上。
例如，利用光敏电阻加上控制电路，可以做到入夜时路灯自动通电，而太阳一出来，路灯又自动关闭，既方便生活又节省用电。
3．压敏性。
半导体材料受到压力的时候，电阻也会明显减小。
半导体的这种特性称为压敏性，它被广泛用于科学实验的压力测量和自动控制。
半导体的三大特性
半导体的三大特性
1.热敏特性
半导体的电阻率随温度变化会发生明显地改变。
例如纯锗，湿度每升高10度，它的电阻率就要减小到原来的1/2。
温度的细微变化，能从半导体电阻率的明显变化上反映出来。
利用半导体的热敏特性，可以制作感温元件热敏电阻，用于温度测量和控制系统中。
值得注意的是，各种半导体器件都因存在着热敏特性，在环境温度变化时影响其工作的稳定性。
2.光敏特性
半导体的电阻率对光的变化十分敏感。
有光照时、电阻率很小;无光照时，电阻率很大。
例如，常用的硫化镉光敏电阻，在没有光照时，电阻高达几十兆欧姆，受到光照时.电阻一下子降到几十千欧姆，电阻值改变了上千倍。
利用半导体的光敏特性，制作出多种类型的光电器件，如光电二极管、光电三极管及硅光电池等.广泛应用在自动控制和无线电技术中。
3.掺杂特性
在纯净的半导体中，掺人极微量的杂质元素，就会使它的电阻率发生极大的变化。
例如.在纯硅中掺人.百万分之的硼元素，其电阻率就会从
214000Ω-cm一下于减小到0.4Ω-cm.也就是硅的导电能为提高了50多万倍。
人们正是通过掺入某些特定的杂质元素，人为地精确地控制半。
半导体的三个特性
铟)而形成，也称为（空穴半导体）。
多余 电子
+ +++++
++4+ + ++4+ +
+ + +－+－+－+－ － － + + +－+－+－+－ －N载－型流半子导是体什中么的？
杂质型半+导体+ 多+ 子+和+少+子的移+ 动+都+能－+形－成+－电+－流。－但－由于数
量 质的浓关度系相++，等5起。+ 导+ 电++作4+用+的主要+ 是N+多型+子－半+。导－近+体－似+－认为－多－子与杂
6.1 半导体
6.1.1 半导体的三个特性
6.1.2 PN 结
6.1 半导体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是 导体，如铁、铜、铝等。
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、 塑料和石英。
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为 半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
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2.掺杂特性 往纯净半导体中掺入某些杂质，会使其导电能力明显改变。
N 型半导在体本：征在半硅导或体锗中晶掺体入中某掺些入微少量量的的杂五质价，元就素会磷使（半或导锑体）
的导电性能而发形生成显。著也变称化为。（其电原子因半是导掺体杂）半。导体的某种 P 型载半流导子体浓：度在大硅大或增锗加晶。体中掺入少量的三价元素，如硼(或
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半导体的特性
半导体是一种具有介于导体和绝缘体之间的电导性能的材料。
其特
性包括：
1. 导电性：半导体具有介于导体和绝缘体之间的导电性能。
在绝缘
体中，电子无法自由移动，而在导体中，电子可以自由移动。
半导体
的特点是在常温下，其导电性由掺杂与温度控制。
2. 能带结构：半导体的原子排列形成了能带结构，其中包含导带和
价带。
绝缘体的导带与价带之间的能隙非常大，而导体几乎没有能隙。
半导体的能隙介于导体和绝缘体之间，通常为1-3电子伏特。
3. 温度对导电性的影响：与导体不同，半导体的电导性能与温度密
切相关。
随着温度的升高，半导体的电导性能也会增加。
4. 掺杂：通过在半导体晶体中掺入少量的杂质，可以显著地改变其
导电性质。
杂质的掺杂可以分为N型和P型。
N型掺杂引入一个附加
的自由电子，而P型掺杂引入一个附加的空穴。
5. PN结：将N型和P型的半导体材料接触在一起形成PN结。
PN
结具有整流作用，即在正向偏置时，电流可以流动，而在反向偏置时，电流被阻塞。
6. 半导体器件：半导体的特性使其成为制造各种电子器件的理想材料，如二极管、晶体管、场效应管和集成电路等。
总的来说，半导体的特性使其成为现代电子技术的基础，广泛应用于计算机、通信、光电等领域。