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電子電路篇之半導(dǎo)體
2020-07-30
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電子電路篇之半導(dǎo)體
眾所周知，制作晶體二極管的原材料是鍺和硅，這些材料則被稱為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體是介于導(dǎo)體和非導(dǎo)體之間的物質(zhì)，即與導(dǎo)體和非導(dǎo)體具有能或不能傳導(dǎo)電流那樣非常明顯的性質(zhì)相比。半導(dǎo)體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應(yīng)用、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域都有應(yīng)用。
半導(dǎo)體會根據(jù)周圍的狀態(tài)(或條件)改變性質(zhì)，例如圖一，溫度會改變它的電阻率以及它的屬性，受到加熱后恢復(fù)不到原來的電阻值。
鍺、硅等材料因純度而引起的電氣特性變化很大，僅一點點的雜質(zhì)差異就會給它的特性帶來很大的影響，因此使用硅晶片制造進(jìn)晶體管時必須事先精煉出足夠的純度。而精煉后得到純度非常高的晶體被稱為本證半導(dǎo)體。以本證半導(dǎo)體為母體、人為地?fù)饺肓宋⒘侩s質(zhì)的材料稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。
上一節(jié)中，我們知道了電子在被加熱的狀態(tài)，電子會變成自由電子，不受約束，能夠在晶體中自由移動。這脫落了價電子的位置看作帶有正電荷的空穴，此時空穴會吸引新的價電子，被吸引的價電子的位置則會產(chǎn)生新的空穴，由此反復(fù)，空穴看上去也想自由電子一般在移動。連接不斷的空穴移動就像帶有正電荷的離子在向電子運動的反方向移動。在半導(dǎo)體中，實現(xiàn)搬運電荷的中介就是自由電子與空穴，成為載流子。通過加熱、光或電場等能量使半導(dǎo)體中產(chǎn)生載流子的現(xiàn)象稱為載流子的產(chǎn)生，載流子在半導(dǎo)體中的移動即電流的移動。
這節(jié)我們學(xué)習(xí)到了半導(dǎo)體、環(huán)境對半導(dǎo)體的影響以及空穴現(xiàn)象，下一節(jié)我們繼續(xù)了解載流子的移動。
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