初識半導體

2022-03-30 08:28:16 字數 1273 閱讀 6630

度娘說:

半導體指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。

半導體在積體電路、消費電子、通訊系統、光伏發電、照明、大功率電源轉換等領域都有應用,如二極體就是採用半導體製作的器件。

無論從科技或是經濟發展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產品,如計算機、移動**或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關聯。

常見的半導體材料有矽、鍺、砷化鎵等,矽是各種半導體材料應用中最具有影響力的一種。

那麼我怎麼看半導體呢?就有點類似於老鷹抓小雞或者說塔防的感覺了。

我們假設原子特別大,電子特別小,所以電子很難穿透原子

首先我們先想到乙個原子,它帶有4個電子,這四個電子很有可能會跑掉

為了保持它們穩定,我們在這個原子的周圍再放4個原子,這樣的話構成的十字形原子中,中間原子的電子就跑不出去了

同理四周的電子通過組成更多十字形來控制住電子的逃跑

而這樣子,就是半導體的原始結構了。

a 這個時候,如果有乙個原子多了乙個電子,那誰去防住它的逃逸呢?沒有!!!

b 這個時候,如果有乙個原子少了乙個電子,那這邊逃逸沒人管了嗎?嗯對!!!

於是乎a情況就叫做n型半導體。b情況就叫做p型半導體,把少的電子所留下的位置叫做空穴。

雖然原來都是不能導電的,但是如果在n型或者p型半導體身上加上電壓,它就會導電,因為他們有自由的電子和空穴。

這就是半導體最最基本的理論-pn結理論。

那怎麼才能實現p型和n型呢?就是用最簡單粗暴的辦法-離子植入

將最外層有5個電子的元素(比如硼,磷)通過高能量的加速過程,最後轟擊到半導體裡面,最後就形成了n型半導體。

將最外層有3個電子的元素(如銦等)轟擊到半導體裡面,最後就形成p型半導體。

現在我們來想象乙個n,乙個p放在一起,多的電子就會想去填補空穴。這樣就會在p型和n型之間形成乙個內建電場。

在p型這邊如果加乙個正電壓,在n型這邊接地。如果這個電壓足夠大,這兩端就會有電流產生,如果電壓太小或者接反了,就不會有電流產生。

這就是pn結的單向導電性。

這裡多說一句,其實當電壓較小時,也是有很小的電流,或者反向電壓偏大時,也會產生電流。

正偏的時候(p型端接正電壓,n型端接負電壓或者地),當達到某個電壓值時,pn結不導電。

反偏的時候(p接負或者地,n接正電壓),電壓偏小,沒有電流。

就是在二極體的基礎上再加上乙個p型或者n型半導體

三極體在使用的時候可以接三端電壓,比如拿pnp來說,在左邊,中間,右邊分別加上電壓,這樣就可以通過加在n型的電壓大小來控制有沒有電流或者電流大小,而且還能實現電流的放大功能。

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