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技術(shù)文章/ article
更新時(shí)間：2024-01-23 
瀏覽次數(shù)：186半導(dǎo)體是半導(dǎo)體集成電路的縮寫(xiě)。它是一種同時(shí)具有“導(dǎo)體”和“絕緣體”特性的物質(zhì)，其中“導(dǎo)體”具有
良好的導(dǎo)電性能，而“絕緣體”具有較差的導(dǎo)電性能。另外，由半導(dǎo)體晶體管（控制電流的元件）、二極管等電子元件
構(gòu)成的電路有時(shí)也被稱(chēng)為IC（集成電路）。如果將導(dǎo)體想象成鐵等金屬，將絕緣體想象成橡膠，可能會(huì)更容易理解。
如上所述，半導(dǎo)體的特性介于導(dǎo)電的“導(dǎo)體”材料和不導(dǎo)電的“絕緣體”材料之間。用技術(shù)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，“導(dǎo)
體”、“絕緣體”和“半導(dǎo)體”之間已知的區(qū)別是“禁帶（帶隙）”能量寬度的差異。電子所占據(jù)的最高能
帶（價(jià)帶）與最的低能帶（導(dǎo)帶）下端之間的能帶稱(chēng)為禁帶，價(jià)帶和導(dǎo)帶之間電子不能存在的能帶為稱(chēng)為禁帶。
金屬基材料是無(wú)禁止帶的一個(gè)例子。這是因?yàn)樵S多金屬很容易導(dǎo)電，這意味著電子可以輕松移動(dòng)。另一方面，
具有大禁的區(qū)的材料的例子包括陶瓷、橡膠和玻璃。由于電子不能移動(dòng)，電流不能流過(guò)它們，因此它們通常被
稱(chēng)為絕緣體。
另一方面，在半導(dǎo)體中，如果禁帶比金屬寬但比絕緣體小，則可以通過(guò)向電子施加能量（例如熱或電壓）來(lái)
流動(dòng)電流。因此，通過(guò)有意地將雜質(zhì)混入半導(dǎo)體本身，可以改變電子和（原子）空位的流動(dòng)并控制電性能。
根據(jù)這種故意添加的雜質(zhì)，半導(dǎo)體分為n型和p型。
n型半導(dǎo)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(dǎo)體（僅由
硅Si組成的半導(dǎo)體）元素周期表。它添加了元素。當(dāng)添加V族時(shí)，V族的價(jià)電子中多出一個(gè)電子可以自由移動(dòng)
（自由電子）。自由電子帶有負(fù)電荷，當(dāng)它們移動(dòng)時(shí)，它們會(huì)降低電阻，當(dāng)施加能量時(shí)，它們被吸引到正極，
導(dǎo)致電流流動(dòng)并表現(xiàn)出半導(dǎo)體特性。
P型半導(dǎo)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(yǎng)、銦In等）的本征半導(dǎo)
體。當(dāng)少量的III族加入到IV族中時(shí)，就會(huì)缺少一個(gè)電子，缺少的空穴稱(chēng)為空穴。如果在這種狀態(tài)下施加電壓，
附近的電子將移動(dòng)到該空穴。此外，電子的這種運(yùn)動(dòng)會(huì)在其他地方產(chǎn)生空穴。通過(guò)重復(fù)這個(gè)過(guò)程，電子似乎
越來(lái)越向負(fù)極移動(dòng)。因此，當(dāng)對(duì)其施加能量時(shí)，它會(huì)被吸引到正極，從而導(dǎo)致電流流動(dòng)并展現(xiàn)出其作為半導(dǎo)
體的特性。
n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體之間的結(jié)提供了允許電流僅沿特定方向流動(dòng)的能力。由于結(jié)的存在，n型半導(dǎo)體中的
自由電子和p型半導(dǎo)體中的空穴相互吸引，在結(jié)面結(jié)合并消失。換言之，接合面不存在電子，狀態(tài)與絕緣體相
同。電子不再存在的這一層稱(chēng)為耗盡層。在這種絕緣體狀態(tài)下，如果將-極連接到n型半導(dǎo)體側(cè)，將+極連接到
p型半導(dǎo)體側(cè)并施加電壓，電子將從n型流向p型。
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