半导体

半导体是一种在某些情况下会导电但在其他情况下不会导电材料。良好的导电体,如铜或银,很容易让电流流过它们。阻止电流流动的材料,如橡胶塑料,被称为绝缘体。绝缘体经常被用来保护人们免受电击。顾名思义,半导体的导电性不如导体。是最常用的半导体,但砷化镓也被使用。

通过在半导体的晶格(栅格)中加入不同的原子,它通过制造n型p型半导体来改变其导电性。是最重要的商业半导体,但也有许多其他半导体被使用。它们可以被制成晶体管,这是一种小型放大器。晶体管被用于计算机、移动电话、数字音频播放器和许多其他电子设备中。

与其他固体一样,半导体中的电子只能在一定的波段(即能级范围)内具有能量,其能量介于地态(对应于与材料原子核紧密结合的电子)和自由电子能之间,自由电子能是电子完全从材料中逸出所需的能量。

半导体电子元件Zoom
半导体电子元件

历程

早在19世纪30年代,实验室里就开始研究半导体。1833年,迈克尔-法拉第在用硫化银做实验。他发现,当材料被加热时,它能更好地导电。这与铜的行为方式正好相反。当铜被加热时,它传导的电较少。其他一些早期的实验者也发现了半导体的其他特性。1947年,在新泽西州的贝尔实验室,发明了晶体管。这导致了集成电路的发展,今天几乎所有的电子设备都是由它来驱动的。

半导体掺杂Zoom
半导体掺杂

兴奋剂

掺杂是指在纯半导体中加入少量杂质以改变其电学特性的过程。轻度和中度掺杂的半导体称为外掺。掺杂到如此高的水平,以至于它的行为更像导体而不是半导体的半导体被称为退化。大多数半导体是由硅晶体制成的。纯硅的用途不大,但掺杂硅是大多数半导体的基础。硅谷因大量的半导体创业公司在此落户而得名。

今天的半导体

今天,半导体的应用已经非常广泛。几乎所有的电子设备中都能找到半导体。如果没有半导体,台式电脑、互联网、平板设备、智能手机都不可能实现。半导体可以用很小的电压做成非常精确的开关。半导体不需要的电压可以送到设备中的其他电子元件。半导体也可以做得非常小,许多半导体可以装进一个相当小的电路中。由于可以做得如此之小,今天的电气设备可以在不影响处理能力的情况下做得很薄很轻。在半导体业务中,一些占主导地位的公司是英特尔公司、三星电子、台积电、高通和美光科技。

相关网页

问题和答案

问:什么是半导体?
答:半导体是一种材料,在某些情况下会导电,但在其他情况下不会导电。它的导电性能不如铜或银等良好的电导体,也不像橡胶或塑料等绝缘体那样阻断电的流动。

问:什么是n型和p型半导体?
答:N型和P型半导体是通过在半导体的晶格(网格)中加入不同的原子,从而改变其导电性。

问:硅的用途是什么?
答:硅是最重要的商业半导体,它可以被制成晶体管,是用于计算机、移动电话、数字音频播放器和许多其他电子设备的小型放大器。

问:还有哪些材料可用作半导体?
答:除了硅之外,砷化镓也被用作半导体。

问:电子在固体材料中是如何表现的?
答:固体材料中的电子只能在某些波段(即能级范围)内具有能量,这些波段介于基态能量和自由电子能量之间,基态能量相当于电子与材料的原子核紧密结合,而自由电子能量则是电子完全从材料中逸出所需的能量。

问:为什么绝缘体经常被用来保护人们免受电击?
答:绝缘体可以阻止电流的流动,所以它们可以通过阻止电流通过来保护人们免受电击。

问:晶体管是如何工作的?
答:晶体管就像小型放大器,它接受输入信号并将其放大,然后以高于最初输入的水平输出。

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3