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半導體制造及潔凈室用露點計、氧氣濃度計、溫濕度計、風速計

更新時間:2024-01-23      瀏覽次數:427

什么是半導體?

半導體是半導體集成電路的縮寫。它是一種同時具有“導體”和“絕緣體”特性的物質,其中“導體”具有

良好的導電性能,而“絕緣體”具有較差的導電性能。另外,由半導體晶體管(控制電流的元件)、二極管等電子元件

構成的電路有時也被稱為IC(集成電路)。如果將導體想象成鐵等金屬,將絕緣體想象成橡膠,可能會更容易理解。

 

半導體結構

如上所述,半導體的特性介于導電的“導體”材料和不導電的“絕緣體”材料之間。用技術術語來說,“導

體”、“絕緣體”和“半導體”之間已知的區別是“禁帶(帶隙)”能量寬度的差異。電子所占據的最高能

帶(價帶)與最的低能帶(導帶)下端之間的能帶稱為禁帶,價帶和導帶之間電子不能存在的能帶為稱為禁帶。

金屬基材料是無禁止帶的一個例子。這是因為許多金屬很容易導電,這意味著電子可以輕松移動。另一方面,

具有大禁的區的材料的例子包括陶瓷、橡膠和玻璃。由于電子不能移動,電流不能流過它們,因此它們通常被

稱為絕緣體。
另一方面,在半導體中,如果禁帶比金屬寬但比絕緣體小,則可以通過向電子施加能量(例如熱或電壓)來

流動電流。因此,通過有意地將雜質混入半導體本身,可以改變電子和(原子)空位的流動并控制電性能。

根據這種故意添加的雜質,半導體分為n型和p型。

n型半導體:在IV族元素(硅、鍺Ge等)中含有微量V族元素(磷P、砷As、銻Sb等)的本征半導體(僅由

硅Si組成的半導體)元素周期表。它添加了元素。當添加V族時,V族的價電子中多出一個電子可以自由移動

(自由電子)。自由電子帶有負電荷,當它們移動時,它們會降低電阻,當施加能量時,它們被吸引到正極,

導致電流流動并表現出半導體特性。
P型半導體:在元素周期表中第IV族元素(硅、鍺Ge等)中添加微量第III族元素(硼B、銦In等)的本征半導

體。當少量的III族加入到IV族中時,就會缺少一個電子,缺少的空穴稱為空穴。如果在這種狀態下施加電壓,

附近的電子將移動到該空穴。此外,電子的這種運動會在其他地方產生空穴。通過重復這個過程,電子似乎

越來越向負極移動。因此,當對其施加能量時,它會被吸引到正極,從而導致電流流動并展現出其作為半導

體的特性。

n型半導體和p型半導體之間的結提供了允許電流僅沿特定方向流動的能力。由于結的存在,n型半導體中的

自由電子和p型半導體中的空穴相互吸引,在結面結合并消失。換言之,接合面不存在電子,狀態與絕緣體相

同。電子不再存在的這一層稱為耗盡層。在這種絕緣體狀態下,如果將-極連接到n型半導體側,將+極連接到

p型半導體側并施加電壓,電子將從n型流向p型。

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