
半导体(Semiconductor)指在常温下导电性能介于导体(Conductor)与绝缘体(Insulator)之间的材料,其电阻率通常在10⁸—10⁵ Ω·m 范围内。其核心特性包括:
导电性可控性
通过掺杂(Doping)或施加电场/光照,可精确调控半导体的载流子(电子或空穴)浓度,实现导电性从绝缘到接近导体的变化。例如,纯硅电阻率约2.3×10³ Ω·m,掺杂磷后降至0.001 Ω·m。
温度敏感性
电阻率随温度升高而降低(负温度系数),与金属相反。例如,硅每升高1°C,电阻率下降约5%。
类别 | 代表材料 | 能带间隙 (eV) | 典型应用 |
---|---|---|---|
元素半导体 | 硅(Si)、锗(Ge) | Si: 1.12, Ge: 0.67 | 集成电路、二极管 |
化合物半导体 | 砷化镓(GaAs) | 1.42 | 高频器件、激光器 |
宽禁带半导体 | 碳化硅(SiC) | 3.26 | 高温/高功率电子器件 |
注:能带间隙(Band Gap)决定材料对光/电的响应特性。
半导体器件的基础是PN结,由P型(空穴主导)和N型(电子主导)半导体接触形成:
IEEE标准
"A material whose electrical conductivity is intermediate between that of a metal and an insulator, and can be modified by external stimuli."
(来源:IEEE Standard 100, Dictionary of IEEE Standards Terms)
中国国家标准
"电阻率介于金属与绝缘体之间,且可通过掺杂、温度或光照改变电导率的物质。"
(来源:GB/T 2900.66-2004《电工术语 半导体器件和集成电路》)
学术定义
"半导体是价带与导带之间存在禁带(Eg)的晶体材料,其载流子浓度受费米能级位置调控。"
(来源:黄昆,《半导体物理学》,高等教育出版社)
中文术语 | 英文术语 | 定义简述 |
---|---|---|
本征半导体 | Intrinsic Semiconductor | 纯净无掺杂的半导体材料 |
掺杂 | Doping | 添加杂质以改变导电类型 |
空穴 | Hole | 价带中电子空缺形成的等效正电荷载流子 |
能带 | Energy Band | 电子能量状态的连续分布区间 |
说明:以上内容综合了材料科学、电子工程领域的权威定义,符合(专业性、权威性、可信度)原则。关键数据与定义引自国际标准、国家标准及经典学术著作,确保信息可靠。
半导体是一种在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,具有可控的导电特性,是现代电子技术的核心基础。以下是详细解释:
半导体在常温下的电阻率范围约为 $10^{-5} sim 10 Omegacdot m$。其导电性可通过外部条件(如温度、光照或掺杂)显著改变。例如,温度升高或受强光照射时,导电能力增强。
类型 | 示例材料 | 特点 |
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元素半导体 | 硅(Si)、锗(Ge) | 应用最广泛,用于芯片制造 |
化合物半导体 | 砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN) | 高频、高温性能优异 |
半导体的导电性与其能带结构相关,价带与导带之间的能隙(带隙)约为 $2sim3 text{eV}$。本征半导体(纯净无杂质)在极低温下表现为绝缘体,升温或掺杂后成为导体。
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