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半导体的通常概念

2017-03-25 19:51分类:电工考证知识 阅读:

 

  在实习中,咱们知道铜线是导电的,而铜线外面包裹着一层塑料或橡皮是不导电的,可见物质的导电才调有很大纷歧样。
  在天然界中,存在着许多纷歧样的物质,用其导电才调来衡量,能够分为三类: 一类是导电才调较强的物质叫导体,金属通常都是导体,如: 银、铜、铝等;另一类是简直不能导电的物质叫绝缘体,如橡皮、塑料、陶瓷等。此外,还有一些物质,它们的导电才调介于导体和绝缘体之间,咱们称它们为半导体,如锗、硅、硒、砷化镓及一些金属的氧化物或硫化物等。趁便指出,如今运用的半导体资料大大都要制成晶体,因而把用半导体资料制造的晶体二极管、晶体三极管通称晶体管。
  在金属导体中,原子核对价电子的绑缚很弱,有许多的价电子能摆脱原子核的绑缚变成安闲电子,它们在外电场的效果下作定向运动构成电流,所以金属导体的导电功用超卓。在金属导体内仅有一种载流子,即安闲电子。有必要留神,电流的方向与电子运动方向相反。
  在绝缘体中,原子核对价电子的绑缚很强,价电子不简略摆脱原子核的绑缚变成安闲电子,因而绝缘体的导电功用很差。
  在半导体中,原子构造比照分外,原子核对价电子的绑缚比导体强,比绝缘体弱。因而半导体既非良导体,又非绝缘体。那么半导体为啥会致使咱们很大的喜爱呢要素并不在于它的导电才调介于导体和绝缘体之间,而在于它具有一同的性质。咱们发现,当半导体遭到外界光和热的激起,它的导电才调会发作较大的改动。更为超卓的是,在纯真的半导体中掺入微量杂质元素,半导体的导电功用就会大大增强,这些特征阐明半导体的导电原理纷歧样于别的物质。下面咱们就从半导体内部的导电规矩说起。
  如今常用的半导体资料是硅(Si)和锗(Ge),它们都是四价元素,图1标明硅单晶体的构造暗示图。图中相邻的两个原子由一对共有电子构成共价键,当温度低到必定零度。
图1 硅单晶构造暗示图
  和没有外界光或热宣告时,处于共价键中的电子是一种绑缚电子,不能安闲移动,其特性恰当于绝缘体,不能导电。可是,这种绑缚并不是很健旺的,在常温下,会有少量价电子受热或光照激起取得满足能量,摆脱绑缚变成安闲电子。没有外电场时,这些电子的移动是无规矩的。有外电场时,这些电子就逆着电场方向定向移动构成电流,这叫做电子导电。
  当一个价电子摆脱了绑缚变成安闲电子后,一同在正本的方位上就留下一个空位,这个空位称为空穴。空穴的呈现是半导体差异于别的导体的一个首要特征。
  安闲电子是带负电的粒子,空穴可看作是带正电的粒子,它们都是载流子。电路中电流由两有些构成,在外电场效果下,安闲电子的移动和空穴的移动方向相反,但构成的电流方向一样。

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