半导体的主要特性 - 360文档中心

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 =。

半导体的特性

一、本征半导体的导电特性1.导体、绝缘体和半导体自然界中的物质从其电结构和导电性能上区分，可分为导体、绝缘体和半导体。

如金、银、铜、铝、铁等金属材料很容易导电，我们称它们为导休。

导体的电阻率小于10-6cm。

如陶瓷、云母、塑料、橡胶等物质很难导电，我们称它们为绝缘体。

绝缘体的电阻率大于108cm。

有一类物质，如硅、锗、硒、硼及其一部分化合物等，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，故称之为半导体。

半导体的电阻率在10-6～108之间。

众所周知，导体具有良好的导电性，绝缘体具有良好的绝缘性，它们都是很好的电工材料。

我们用导体制成电线，用绝缘体来防止电的浪费和保障安全。

而半导体却在很长时间被人们所不齿，因为它的导电性能不好，绝缘性能又差。

然而它的不公正待遇随着人们对它所产生的愈来愈浓厚的兴趣消失了，它终于登上了大雅之堂！这是为什么呢？这是因为它具有一些可以被人们所利用的奇妙特性。

半导体在不同情况下，导电能力会有很大差别，有时犹如导体。

在什么情况下呢？①掺杂：在纯净的半导体中适当地掺入极微量（百万分之一）的杂质，就可以引起其导电能力成百万倍的增加。

②温度：当温度稍有变化，半导体的导电能力就会有显著变化。

如温度稍有增高，半导体的电阻率就会显著减小。

同理光照也会影响半导体的导电能力。

2.本征半导体的原子结构本征半导体——非常纯净且原子排列整齐的半导体。

（纯度约为99.999999999%。

即杂质含量为10的9次方分之一。

）硅原子一14个带负电的电子围绕带正电的原子核运动，并按一定的规律分布在三层电子轨道上。

锗原子一32个带负电的电子围绕带正电的原子核运动，并按一定的规律分布在四层电子轨道上。

由于原子核带正电与电子电量相等，正常情况下原子呈中性。

由于内层电子受核的束缚较大，很少有离开运动轨道的可能。

所以它们和原子核一起组成惯性核。

外层电子受原子核的束缚较小。

叫做价电子。

硅、锗都有四个价电子，故都是四价元素，其简化图见电子课件。

半导体主要有以下几个方面的重要特性

半导体主要有以下几个方面的重要特性：
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导体的导电能力,制造成不同类型的半导体器件.可以毫不夸张地说，几乎所有的半导体器件，都是用掺有特定杂质的半导体材料制成的.。

半导体与PN结半导体材料与PN结的特性

半导体与PN结半导体材料与PN结的特性半导体与PN结：半导体材料与PN结的特性半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料，具有在特定条件下能够导电的特性。

与导体相比，半导体的电导率较低，但比绝缘体高，这使得半导体在现代电子器件中发挥着重要的作用。

而PN结是半导体器件中最基本的组成部分之一，它由P型半导体和N型半导体的结合所形成。

本文将详细介绍半导体材料和PN结的特性。

一、半导体材料的特性半导体材料是由一些三价或五价元素构成的晶体结构。

根据元素的导电性质，半导体可分为N型和P型两种类型。

1. N型半导体N型半导体中，杂质原子被掺入半导体晶体中，这些杂质原子具有多余的电子，又称为施主原子。

施主原子释放出的自由电子增加了半导体中的载流子浓度，使其成为导电性质较好的材料。

2. P型半导体P型半导体中，杂质原子具有较少的电子，又称为受主原子。

受主原子缺少的电子形成了空穴，这些空穴能够传导电流，使P型半导体具有导电性能。

半导体的导电特性主要由两个载流子类型决定：自由电子和空穴。

通过对半导体材料进行掺杂可以调控载流子的浓度，从而控制半导体器件的电性能。

此外，半导体材料还具有热电效应、光电效应等特性，在电子学和光电子学领域有着广泛的应用。

二、PN结的特性PN结是由P型半导体和N型半导体通过扩散和结合形成的。

在PN结中，P区和N区形成了一个电势垒，这个电势垒对电子和空穴的运动具有一定的限制。

1. 电势垒PN结的P区和N区的杂质浓度不同，形成了一个P-N结的交界面。

在该交界面附近，由于杂质原子的离子化作用，P区中形成了正离子，N区中形成了负离子，从而在交界面上形成了电势差。

这个电势差形成了电势垒，限制着载流子的运动。

2. 正向偏置当外加电压的正极连接到P区，负极连接到N区时，电势垒的宽度会减小，使得载流子能够穿越过电势垒自由移动，形成电流。

这种情况下，PN结处于正向偏置状态。

正向偏置下的PN结具有导电性质。

3. 反向偏置当外加电压的正极连接到N区，负极连接到P区时，电势垒的宽度会增加，限制了载流子的运动。

半导体材料的物理特性

半导体材料的物理特性半导体材料是现代电子技术中极为重要的一种材料，不仅广泛用于集成电路和太阳能电池等领域，而且还具有很多独特的物理特性，这些特性直接影响了半导体器件的性能和应用。

因此，深入研究半导体材料的物理特性，对于提高半导体器件的性能和应用前景具有重要意义。

一、半导体材料的电学性质半导体材料的电学性质是指在外加电场作用下，半导体材料中自由电子和空穴的迁移性能。

在外加电场的作用下，半导体材料中的自由电子和空穴沿着电场方向运动，从而形成电流。

半导体材料的电学特性既受半导体本身的物理性质影响，又受气体、温度、杂质等外界条件的影响。

此外，半导体材料也存在电子注入、电子输运等现象，这些现象也会影响半导体材料的电学性质。

二、半导体材料的光学性质半导体材料的光学性质是指在外界光照射下，半导体材料的电子和空穴的能级变化、吸收、发射、衰减等光学特性。

半导体材料的光学性质主要是由半导体材料中的载流子、晶格振动等物理现象所决定的。

此外，半导体材料也存在多种激子效应，例如原子内激子、拓扑激子等激子相互作用，这些激子效应对半导体材料的光学特性也会产生影响。

三、半导体材料的磁学性质半导体材料的磁学性质是指在外界磁场作用下，半导体材料中电子、空穴受到力的作用产生的磁响应和反应。

半导体材料的磁学性质主要是由载流子、磁场和晶格中的自旋电子相互作用所决定的。

当前，半导体材料的磁学性质不断得到深入研究，不仅揭示了半导体中的自旋电子效应，而且为半导体磁场传感器等新型半导体材料器件的设计提供了新的思路。

四、半导体材料的热学性质半导体材料的热学性质是指在外界温度作用下，半导体材料中电子、空穴的能量状态、传热等热学特性。

当前，随着半导体材料器件进一步小型化，器件的高热效应成为极大的限制因素。

因此，深刻的认识半导体材料的热学性质对于制备高性能的半导体器件具有重要意义。

总之，半导体材料的物理特性是半导体器件性能和应用的决定因素之一。

从半导体材料的电学、光学、磁学和热学性质等各个方面深入地认识半导体材料的物理特性，对于研发高性能半导体器件具有非常重要的意义。

半导体的导电特性

半导体
本征半导体杂质半导体
P型半导体(空穴型） N型半导体（电子型）
常用半导体材料硅和锗的原子结构
价电子：最外层的电子受原子核的束缚最小，最为活跃，故称之为价电子。最外层有几个价电子就叫几价元素，半导体材料硅和锗都是四价元素。
Si+14 2 8 4
Ge+32 2 8 18 4
2. 半导体的内部结构及导电方式：
一是势垒电容CB 二是扩散电容CD
(1) 势垒电容CB
势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。当外加电压使PN结上压降发生变化时，离子薄层的厚度也相应地随之改变，这相当PN结中存储的电荷量也随之变化，犹如电容的充放电。
图 01.09 势垒电容示意图
(2) 扩散电容CD
扩散电容是由多子扩散后，在PN结的另一侧面积累而形成的。因PN结正偏时，由N区扩散到P区的电子，与外电源提供的空穴相复合，形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆积在P 区内紧靠PN结的附近，形成一定的多子浓度梯度。
vi
RL vo
vo
t
例3：设二极管的导通电压忽略，已知
vi=10sinwt(V)，E=5V，画vo的波形。
vi 10v
5v
R
t
D
vo
vi
E
vo
5v
t
例4：电路如下图，已知v=10sin(t)(V)，
E=5V，试画出vo的波形
vi
解：
t
vD
t
例5：VA=3V, VB=0V，求VF (二极管的导通电压忽略)
根据理论推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示
V
I IS (e VT 1)
式中IS 为反向饱和电流，V 为二极管两端的电压降，VT =kT/q 称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数，q 为电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温（相当T=300 K），则有VT=26 mV。

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。

半导体的导电特性

半导体的导电特性半导体的导电能力随着外界条件(如温度变化、光照)的不同而有很大的差别。

如果在纯净的半导体中掺人微量的某种杂质后，它的导电能力就可几十万甚至几百万倍地增加，正是由于这种独特的性质,使半导体得到了广泛的应用。

半导体有如下特性。

热敏性:当环境温度升高时，导电能力显著增强。

利用该特性可做成温度敏感元件，如热敏电阻。

光敏性:当受到光照时，导电能力明显变化。

利用该特性可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。

掺杂性:如果在本征半导体中掺入微量的杂质(某种元素)，其导电能力明显改变。

利用该特性可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等。

这也是半导体广泛应用的最重要原因。

根据掺杂元素的不同,杂质半导体分为两类:(1)N型半导体在硅或锗的单晶体中掺入磷(或其他五价元素)，可使自由电子的数目大量增加。

这种半导体主要靠电子导电，或者说它的多数载流子是电子，少数载流子是空穴，故称为电子型半导体或N型半导体。

(2)P型半导体如果在硅或锗的单晶体中掺人硼(或其他三价元素)，半导体中就会形成大量的空穴。

这种以空穴导电作为主要导电方式的半导体称为空穴半导体或P型半导体。

其中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。

应当指出，不论是N型半导体，还是P型半导体，虽然掺杂造成了半导体中的多数载流子，但并不使半导体导电，即整个晶体对外仍呈中性。

2PN结的单向导电性在一块晶片上，采取特定的掺杂工艺方法，在两边分别形成P型半导体和N型半导体，它们的交界面就形成一个特殊的薄层，称为PN结PN结具有单向导电性，当PN结加正向电压时，处于导通状态;PN结加反向电压时，处于截止状态。

PN结是各种半导体器件的共同基础。

半导体的特性

半导体的特性大家知道：半导体的导电性能比导体差而比绝缘体强。

实际上，半导体与导体、绝缘体的区别在不仅在于导电能力的不同，更重要的是半导体具有独特的性能（特性）。

1．在纯净的半导体中适当地掺入一定种类的极微量的杂质，半导体的导电性能就会成百万倍的增加—-这是半导体最显著、最突出的特性。

例如，晶体管就是利用这种特性制成的。

2．当环境温度升高一些时，半导体的导电能力就显著地增加；当环境温度下降一些时，半导体的导电能力就显著地下降。

这种特性称为“热敏”，热敏电阻就是利用半导体的这种特性制成的。

3．当有光线照射在某些半导体时，这些半导体就像导体一样，导电能力很强；当没有光线照射时，这些半导体就像绝缘体一样不导电，这种特性称为“光敏”。

例如，用作自动化控制用的“光电二极管”、“光电三极管”和光敏电阻等，就是利用半导体的光敏特性制成的。

由此可见，温度和光照对晶体管的影响很大。

因此，晶体管不能放在高温和强烈的光照环境中。

在晶体管表面涂上一层黑漆也是为了防止光照对它的影响。

最后，明确一个基本概验：所谓半导体材料，是一种晶体结构的材料，故“半导体”又叫“晶体”一个PN结构成晶体二极管P性半导体和N型半导体----前面讲过，在纯净的半导体中加入一定类型的微量杂质，能使半导体的导电能力成百万倍的增加。

加入了杂质的半导体可以分为两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生大量的带负电荷的自由电子，这种半导体叫做“N型半导体”（也叫“电子型半导体”）；另一种杂质加到半导体中后，会产生大量带正电荷的“空穴”，这种半导体叫“P型半导体”（也叫“空穴型半导体”）。

例如，在纯净的半导体锗中，加入微量的杂质锑，就能形成N型半导体。

同样，如果在纯净的锗中，加入微量的杂质铟，就形成P型半导体。

一个PN结构成晶体二极管----设法把P型半导体（有大量的带正电荷的空穴）和N型半导体（有大量的带负电荷的自由电子）结合在一起，见图1所示。

半导体材料基础_基本特性

为直接跃迁。相当于电子由价带竖直地跃迁到导带，所以也
称为垂直跃迁。对应的材料为直接带隙半导体。k = k'+ hv
间接跃迁
c
若导带底和价带顶位于k空间的不同位置，则任
何竖直跃迁所吸收的光子能量都应该比禁带宽
度大。但实验指出，引起本征吸收的最低光子
能量还是约等于Eg。
——推论：除竖直跃迁，还存在另一类跃迁过
激子吸收不会改变半导体的导电性。
Eenx
=
1
2 r
m* m
13.6 n2 (eV )
iii) 杂质吸收
杂质可以在半导体的禁带中引入杂质能级，占据杂质能级的电子或空穴的跃迁可以引起光吸收，这种吸收称为杂质吸收，可以分为下面三种类型： a.吸收光子可以引起中性施主上的电子从基态到激发态或导带的跃迁； b.中性受主上的空穴从基态到激发态或价带的跃迁； c.电离受主到电离施主间的跃迁；
自由载流子吸收也需要声子参与，因此也是二级过程，与间接跃迁过程类似。但这里所涉及的是载流子在同一带内不同能级间的跃迁。
自由载流子吸收不会改变半导体的导电性。
v) 子带间的跃迁
电子在价带或导带中子带（sub-band）之间的跃迁。在这种情况下，吸收曲线有明显的精细结构，而不同于由自由载流子吸收系数随波长单调增加的变化规律。
由于杂质能级是束缚态，因而动量没有确定的值，所以不必满足动量守恒的要求，因此跃迁几率较大。
杂质吸收的长波长总要长于本征吸收的长波长。杂质吸收会改变半导体的导电性，也会引起光电效应。
电子在杂质能级及杂质能级与带间的跃迁
浅能级杂质：红外区深能级杂质：可见、紫外区
iv) 自由载流子吸收
当入射光的波长较长，不足以引起带间跃迁或形成激子时，半导体中仍然存在光吸收，而且吸收系数随着波长的增加而增加。这种吸收是自由载流子在同一能带内的跃迁引起的，称为自由载流子吸收。（准连续、长波长段）

半导体的三个特性

反向特性
击穿特性
当反向电压增大到某一数值时，反向电流急剧增大，称为二极管的击穿现象。此时二极管失去单向导电性。
在反向电压作用下，随着电压的增大，反向电流基本保持不变，称为反向饱和电流。反向伏安特性曲线是一条近似水平的直线。
二极管主要参数及性能指标
最大整流电流IF
最高反向工作电压UR
指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向平均电流值。该值决定了二极管的功耗和散热设计。
指二极管两端允许施加的最大反向电压。若超过此值，则反向电流急剧增大，二极管的单向导电性被破坏。
反向电流IR
最高工作频率fM
指在规定的反向电压下流过二极管的反向电流。该值越小，说明二极管的单向导电性越好。
指二极管能正常工作的最高频率。超过此值时，由于结电容的作用，二极管的性能将下降。
03
劣环境。
柔性电子器件
基于柔性基板的半导体器件，可弯曲、折叠，适用于可穿戴
设备等领域。
生物半导体器件
利用生物材料与半导体技术结合，制造具有生物兼容性的电
子器件。
未来发展趋势预测与挑战
发展趋势
随着人工智能、物联网等技术的快速发展，半导体器件将朝着更高性能、更低功耗、更小体积的方向发展。同时，柔性电子、生物电子等新兴领域也将为半导体器件带来新的发展机遇。
半导体材料分类与特点
01
02
03
元素半导体
如硅（Si）、锗（Ge）等，具有独特的化铟（InP）等，具有优异的电学、光学和热力学性质。
有机半导体
如聚乙炔、聚苯胺等，具有低成本、可弯曲和轻质等优点。
半导体能带结构与载流子
能带结构
半导体的能带结构包括价带、导带和禁带。价带中的电子被束缚在原子周围，导带中的电子可以自由移动，禁带则是价带和导带之间的能量间隔。

半导体材料的物理特性及其应用

半导体材料的物理特性及其应用半导体材料是一种在电学上介于导体和绝缘体之间的材料。

它有一些特殊的物理性质，使它能在电子学、光电子学、半导体器件等领域发挥重要作用。

本文将介绍几种常见的半导体材料及其物理特性与应用。

1. 硅材料硅是最常用的半导体材料，它具有良好的电性能、热稳定性和化学稳定性。

硅具有典型的共价键特性，原子核和价电子的积极电性恰好相互抵消，在正常条件下不会使电子“自由跑动”。

但是，当添加少量的杂质如硼或磷等，硅就成为P型或N型半导体。

P型半导体低浓度地掺入三价杂质（B、Al等）后，在晶体中形成空穴，因此称为空穴型半导体。

N型半导体则在硅中高浓度地掺入五价杂质（P、As等），在晶体中形成自由电子。

因此，N型半导体被称为电子型半导体。

硅材料广泛应用于集成电路(IC)的制造中。

集成电路是电子元器件在一个微小的芯片上集成在一起，实现高度集成和微型化。

硅制造的集成电路的优点是体积小、处理速度快、噪声低、功耗小、寿命长等。

2. 石墨烯石墨烯是一种二维的碳材料，由一个单层碳原子组成的单层网格构成。

它具有高导电性、高透明度、高热传导性和高机械强度等特点。

这种半导体材料能够在多种领域产生重要的应用。

在电子学领域，石墨烯可以成为下一代集成电路的有力竞争者。

由于它非常薄，因此石墨烯集成电路能够在非常小的尺寸内承载更多的电子元器件，从而实现更高的性能和功率密度。

此外，石墨烯还可以用作高性能的透明导电膜，例如用于太阳能电池板和液晶显示器。

3. 氮化硅氮化硅是另一种常见的半导体材料，也被称为GaN。

它具有优异的电学、光学和热学特性，包括高电子迁移率、高耐高温性和高光电转换效率。

这些特性使氮化硅在高功率电子装置、蓝色LED、激光二极管和高速通信等领域有广泛的应用。

氮化硅的应用之一是制造蓝色LED。

蓝色LED是在1990年代初期开发出的强光源，此后用于白色汽车前照灯、车内照明和LCD背光源等产品，使LED在照明和显示领域得到广泛应用。

半导体知识

晶闸管（可控硅）（2）
晶闸管导通后，V2管始终有V1管的集电极电流流过，门极电流失去控制作用。所以加在门极上的电压称为触发电压。晶闸管关断； 1；使阳极电流减小，使之不能维持正反馈程度。 2；改变电压，关断电源或反向。
晶闸管的主要参数
1；正向重复峰值电压UDRM 晶闸管关断下的两端最高电压。 2；反向重复峰值电压URRM
结束
PN接外加反向电压
PN结截止
二极管
二极管的结构与类型；点接触；PN结面积小，因而结电容小，通过的电流小，常用于高频、检波等。面接触；PN结面积大，结电容较大，只能在低频下工作，允许通过的电流大，常用于整流。
将PN结P区和N区各引出一条线，封装后就形成二极管。
P-阳（正）极 N-阴（负）极
U RM
单相全波整流电路
特点；虽克服了单相半波整流的缺点，能使整流的电压波动减小一些，但其本身也有一定的缺点，变压器绕组增加，整流元件反向所承受的最大电压较高。
U L 0.9U 2 IF 1 0.45U 2 IL 2 RL
U RM 2 2U 2
单相全波桥式整流电路
特点；输出电压脉动小，每只整流元件承受的最大反向电压与半波整流一样，变压器效率高。 U L 0.9U 2 1 U I F I L 0.45
特点；电流小，电压高
2U2
2U2
当U2正半周时，经V1对C1 充上 2U2 的电压，当U2负半周时，经V2对C2充上 2U2 电压，因而在AC和BC之间分别得到正的和负的 2U2 电压输出，在AB之间则有 2 2U 2 电压输出。
2U2
当U2正半周时，经V1对C1充上的峰值电压Uc1，当U2负半周时， C1上的电压Uc1 与电源电压U2 相加经V2对C2充电，其电压是 U2+Uc1，因此接近于二倍U2。

20-半导体基础知识PPT模板

电工电子技术
半导体之所以被作为制造电子器件的主要材料在于它具有热敏性、光敏性和掺杂性。
热敏性：是指半导体的导电能力随着温度的升高而迅速增加的特性。利用这种特性可制成各种热敏元件，如热敏电阻等。
光敏性：是指半导体的导电能力随光照的变化有显著改变的特性。利用这种特性可制成光电二极管、光电.1 半导体的基本特性
根据导电性能的不同，自然界的物质大体可分为导体、绝缘体和半导体三大类。其中，容易导电、电阻率小于 10-4Ω·cm的物质称为导体，如铜、铝、银等金属材料；很难导电、电阻率大于104Ω·cm的物质称为绝缘体，如塑料、橡胶、陶瓷等材料；导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体，如硅、锗、硒及大多数金属氧化物和硫化物等。
（2）反向偏置
给PN结加反向偏置电压，即N区接电源正极，P区接电源负极，称PN结反向偏置，如下图所示。
由于外加电场与内电场的方向一致，因而加强了内电场，促进了少子的漂移运动，阻碍了多子的扩散运动，使空间电荷区变宽。此时，主要由少子的漂移运动形成的漂移电流将超过扩散电流，方向由N区指向 P区，称为反向电流。由于常温下少子的数量很少，所以反向电流很小。此时，PN结处于截止状态。
（2）P型半导体
在本征半导体硅（或锗）中掺入微量三价元素硼，由于硼原子只有3个价电子，它与周围硅原子组成共价键时，因缺少一个价电子而形成一个空穴，相邻的价电子很容易填补这个空穴，形成新的空穴。这种半导体导电主要靠空穴，所以称为空穴型半导体或P型半导体，如下图所示。P 型半导体中，空穴是多子，自由电子是少子。
2．PN结的单向导电性
（1）正向偏置
给PN结外加正向偏置电压，即P区接电源正极，N区接电源负极，称PN结为正向偏置，如下图所示。

简并半导体的特点

简并半导体的特点
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些半导体受到强烈光芒照射时，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。

扩展资料
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。

半导体基础知识答辩ppt课件

１.2.2 V—A特性曲线
实验曲线
i
锗
击穿电压UBR
(1) 正向特性 i
u
V
mA
(2) 反向特性
i u
V
uA
0
u
反向饱和电流
导通压降硅：0.7 V
死区

电压
E
锗：0.3V
硅：0.5 V 锗： 0.1 V
E
(1)正向特性：
对应于图1-12曲线的第①段，为二极管伏特性的正向特性部分。这时加在二极管两端的电压不大，从数值上看，只有零点几伏，但此时流过二极管的电流却较大，即此时二极管呈现的正向电阻较小。一般硅管正向导通压降约为0.6～ 0.7V, 锗管约为0.2～0.3V。
少子—电子
少子—空穴
少子浓度——本征激发产生，与温度有关多子浓度——掺杂产生与，温度无关
1.2.1 PN结
1 . PN结的形成
PN结合因多子浓度差多子的扩散空间电荷区
形成内电场阻止多子扩散，促使少子漂移。内电场E
P型半导体空间电荷区 N型半导体
－－－－
++ ++
－－－－
++ ++
正向电流
－－－－
++ ++
内电场 E
EW
R
(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。
动画演示
外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动＞扩散运动
→少子漂移形成反向电流I R
P
空间电荷区
N
－－－－
++ ++

本征半导体主要特性

本征半导体主要特性
半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料，其电阻率介于金属和绝缘体之间。

在半导体材料中，有一类特殊的材料被称为本征半导体，它们具有一些独特的特性。

1. 共有电子
本征半导体中，原子中的价电子形成共价键，每个原子与其周围的原子共享电子，形成共有电子。

这些共有电子负责半导体材料的导电性质，使其具有半导体特性。

2. 能隙
本征半导体具有能隙，即价带和导带之间的能级差。

当电子位于价带中时，它
们无法导电；而当电子获得足够的能量跳跃到导带，才能参与导电。

这个能隙对半导体的导电性起着重要的作用。

3. 温度特性
本征半导体的电阻率随温度的变化而变化。

通常情况下，随着温度的升高，电
子的热运动增强，电阻率增大。

这种温度特性对半导体器件的性能和稳定性有着重要影响。

4. 斯莱特效应
在半导体中，当掺杂材料或其他因素产生额外载流子时，可能会出现斯莱特效应。

斯莱特效应会改变本征半导体的导电性质，并影响器件的性能。

5. 本征载流子浓度
本征半导体中的载流子浓度是指在无外部掺杂情况下，晶体中自然存在的电子
和空穴的浓度。

这个载流子浓度对半导体的导电性能有重要影响，一般是温度的函数。

结论
本征半导体具有以上多种特性，这些特性决定了半导体材料在电子学和器件制
造中的重要性。

通过对这些特性的深入了解，我们可以更好地设计和应用半导体器件，推动电子技术的发展与创新。