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1.1 半導(dǎo)體及PN結(jié)

半導(dǎo)體器件是20世紀(jì)中期開始發(fā)展起來(lái)的，具有體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、輸入功率小和功率轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)代電子技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。半導(dǎo)體器件是構(gòu)成電子電路的基礎(chǔ)。半導(dǎo)體器件和電阻、電容、電感等器件連接起來(lái)，可以組成各種電子電路。顧名思義，半導(dǎo)體器件都是由半導(dǎo)體材料制成的，就必須對(duì)半導(dǎo)體材料的特點(diǎn)有一定的了解。

1.1.1半導(dǎo)體的基本特性

在自然界中存在著許多不同的物質(zhì)，根據(jù)其導(dǎo)電性能的不同大體可分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體三大類。通常將很容易導(dǎo)電、電阻率小于10Ω.cm的物質(zhì)，稱為導(dǎo)體，例如銅、鋁、銀等金屬材料;將很難導(dǎo)電、電阻率大于10°Ωcm的物質(zhì)，稱為絕緣體，例如塑料、橡膠、陶瓷等材料;將導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間、電阻率在104Ω.cm~10Ω.cm范圍內(nèi)的物質(zhì)，稱為半導(dǎo)體。常用的半導(dǎo)體材料是硅(Si)和鍺(Ge)。用半導(dǎo)體材料制作電子元器件，不是因?yàn)樗膶?dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，而是由于其導(dǎo)電能力會(huì)隨著溫度的變化、光照或摻入雜質(zhì)的多少發(fā)生顯著的變化，這就是半導(dǎo)。

體不同于導(dǎo)體的特殊性質(zhì)。

1、熱敏性

所謂熱敏性就是半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力隨著溫度的升高而迅速增加。半導(dǎo)體的電阻率對(duì)溫度的變化十分敏感。例如純凈的鍺從20℃升高到30℃時(shí)，它的電阻率幾乎減小為原來(lái)的1/2。而一般的金屬導(dǎo)體的電阻率則變化較小，比如銅，當(dāng)溫度同樣升高10℃時(shí)，它的電阻率幾乎不變。

2、光敏性

半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力隨光照的變化有顯著改變的特性叫做光敏性。一種硫化銅薄膜在暗處其電阻為幾十兆歐姆，受光照后，電阻可以下降到幾十千歐姆，只有原來(lái)的1%。自動(dòng)控制中用的光電二極管和光敏電阻，就是利用光敏特性制成的。而金屬導(dǎo)體在陽(yáng)光下或在暗處其電阻率一般沒(méi)有什么變化。

3、雜敏性

所謂雜敏性就是半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力因摻入適量雜質(zhì)而發(fā)生很大的變化。在半導(dǎo)體硅中，只要摻入億分之一的硼，電阻率就會(huì)下降到原來(lái)的幾萬(wàn)分之一。所以，利用這一特性，可以制造出不同性能、不向用途的半導(dǎo)體器件。而金屬導(dǎo)體即使摻入千分之一的雜質(zhì)，對(duì)其電阻率也幾乎沒(méi)有什么影響。

半導(dǎo)體之所以具有上述特性，根本原因在于其特殊的原子結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)理。