半导体是一种介于导体与绝缘体之间的材料,在现代电子技术中应用广泛。在半导体材料中,电子与空穴的行为是决定其性质的基础,这些行为与半导体材料的三大特性密切相关。
半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,其导电性与其材料类型、掺杂程度、温度等因素有关。在半导体中,掺杂材料的离子会替换原有的原子,形成带电荷的离子。例如,掺杂磷可作为电子给予剂,形成n型半导体,而掺杂硼可作为欠电子给予剂,形成p型半导体。n型和p型半导体的导电性质不同,但都通过掺杂来提高半导体的导电性。
热电特性指的是半导体材料在温度变化下的电学特性。半导体的热电特性可以通过测量材料电阻与温度的关系来确定。通常情况下,半导体电阻随温度升高而降低。这个特性被称为负温度系数 (NTC)。此外,半导体的热电特性还可以通过电热偶的制作来应用于温度测量和自动温控电路。
光电特性指的是半导体材料在光照条件下的电学特性。当半导体材料受到光照时,能量更高的光子可以将电子从价带区域激发到导带区域,产生电子空穴对。如果半导体两端施加电压,电子将被加速,形成电流。测量半导体在光照条件下的电流与光照强度的关系可以得到光电流特性曲线。这些特性可以应用于光电控制、光电检测和光电放大器等领域。