什么是半导电 半导体的定义及原理

什么是半导体？

半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料，具有一定的导电性能。半导体材料的导电性在高温下与导体相近，而在低温下则类似于绝缘体。半导体材料由于其在电学、热学、光学、机械和化学等方面的特殊性质，使它在半导体电子学、固体光电子学、信息存储、微电子器件制造等方面得到了广泛应用。

半导体的特性

半导体材料在晶体状态下具有独特的电学特性。半导体具有以下特点：

（1）禁带宽度较窄：半导体的禁带宽度通常在1到2电子伏之间，在可见光谱的范围内，半导体晶体能够吸收的光波更多，故而将光照在半导体上时，能引起半导体中电子的跃迁，这种现象称为光电效应。

（2）导电性能受控制：通过在半导体中引入掺杂原子，可以实现引入一定数量的自由电子或空穴，从而控制半导体的导电性质。

（3）温度敏感性：半导体的导电性能随温度变化而变化。当温度升高时，半导体内的杂质能被激发，从而增加半导体的导电性能。

（4）热噪声小：半导体中的电子数目较少，因此其产生的热噪声很小，这使半导体在高灵敏度电子系统中得到了广泛应用。

半导体的种类

根据半导体材料的导电性质以及掺杂方式的不同，可以将半导体分为p型半导体、n型半导体和固体溶胶型半导体等三种类型：

（1）p型半导体：通过在半导体中引入外层电子数比晶体原子内的电子数少的杂质原子（如硼），使得半导体中形成大量的空穴以及少量的自由电子，从而形成p型半导体。

（2）n型半导体：通过在半导体中引入外层电子数比晶体原子内的电子数多的杂质原子（如磷、锑等），使得半导体中形成大量的自由电子以及少量的空穴，从而形成n型半导体。

（3）固体溶胶型半导体：是由一种钙钛矿型化合物构成的固溶体。这种半导体在化学性质、光学性质、电学性质等方面与传统的半导体有很大的不同。

半导体的应用

半导体材料具有的独特特性使得其在电子学、热学、光学、机械和化学等方面得到了广泛应用。当前，微电子技术的迅猛发展使得半导体器件如晶体管、集成电路、光电器件等在各种领域得到了广泛应用：

（1）电子器件：晶体管、场效应晶体管、二极管、可控硅等。

（2）光电器件：LED、光电二极管、太阳能电池、半导体激光器等。

（3）集成电路：数字集成电路、模拟集成电路、混合集成电路等。

（4）传感器：压力传感器、温度传感器、加速度传感器等。

（5）计算机存储器件：固态硬盘、闪存等。

未来随着技术的不断进步，半导体材料以及半导体器件的应用范围还将得到进一步扩展。