半导体图解导读.PDF

半导体图解导读 什么是半导体 -究竟什么是半导体？ - 第1篇 究竟什么是半导体？ 我们常说“导电”、“不导电”，其实，更精确地说是 “有电流”、“没有电流”。我们来做 个实验，实验装置如下示意： 实验 A 当你合上开关，电灯亮 导电 电线开关 电线 有电流 电线是导体 实验 B 当你合上开关，电灯不亮 玻璃开关 不导电 电线 没有电流 玻璃是非导体 实验 C ？ 半导体开关 电线 通常，我们将能导电的材料称为“导体”。不能导电的材料称为 “绝缘体”。物理学上， /e email: rniu@163.com 2 什么是半导体 -究竟什么是半导体？ - 我们常以材料的“电阻率”来衡量是否是导体。绝缘体的电阻率很高，电流不能通过，而导 体的电阻率很小，电流可以很方便地流过。 比如：塑料、橡胶、玻璃、干木棒、空气等是绝缘体，而各类金属、电解溶液都是导体。 那么，究竟什么是半导体呢？简单地说，电阻率介于导体、绝缘体之间的材料，称为半 导体。 我们来看，半导体的英文单词 （ Semiconductor ），可以分成半 （Semi- ）+ 导体 （Conductor）。事实上，纯净的半导体材料是不导电的，与绝缘体不同的是，一旦对半导体 进行人工处理后，它就可以象导体一样导电了。即半导体具有区别于其它材料的特性，当它 受到光照、加热或掺入某些杂质时，导电性就变得如同导体一样了。 尽管导体可以很好地导电，却无法控制其电流；相反，半导体一旦进行人工处理后，就 具有对电流可控制的优点。正是因为半导体兼有导体和绝缘体的优点，导电性的简易控制性 展示了半导体的广泛用途。 我们可以给半导体下一个简单的定义： 电流几乎不能通过的材料，当施加光照、加热或掺杂后，能导电且其电流可以控制，这 类材料称为半导体。 /e email: rniu@163.com 3 什么是半导体 -究竟什么是半导体？ - 1.1 半导体器件的特性与功能 如何控制半导体的导电特性的？最常用的调节导电性的方法是在半导体中掺入杂质，我 们可以通过控制掺杂的量来调节半导体的导电性。 为了了解半导体，我们从一些元素和原子结构的基础知识开始，本节介绍最常用的半导 体材料——硅的特性。 1.1.1 原子最外层电子、元素周期表 假若将物质不断分割，最后会成为微小颗粒——原子。原子是由三种基本粒子构成：电 子、质子和中子。原子结构中，中子和质子构成原子核，电子沿固定轨道原子核旋转，就好 象太阳系中，地球和其它行星，沿各自轨道围绕太阳一样。 最外层 电子 金星