半导体有何定义?
人们通常按导电能力的大小,将材料分为 导体、半导体和绝缘体。金属作为导体,它的导 电能力最大;绝缘体不导电;而半导体的导电能 力介于导体和绝缘体之间。半导体有这个特性 是因为半导体内部用来导电的自由电子,既不 像导体那么多,也不像绝缘体那么少。
常用的半导体材料有硅、锗、硒等。它们之 所以能成为半导体,是因为它们的导电能力受 掺杂、温度和光照的影响十分显著。例如,纯硅 原子的最外层有4个电子,由于它们全被邻近 的原子所吸引,电子无法在硅中自由运动,因而 纯硅是绝缘体。如果在硅中添加一些磷作为杂 质,由于磷原子外层有5个电子,其中4个电子 被邻近的硅原子所吸引,多出的一个电子就成 为在硅中自由运动的电子,这时的硅就能导电 了。
这种以自由电子导电的半导体,就叫做电 子型半导体。如果在纯硅中加人外层只有3个 电子的硼原子或铟原子,它们就会从邻近的硅 原子中吸引1个电子过来,结果就使硅原子表 面形成一个带正电荷的空穴。带空穴的硅也能 导电,叫做空穴型半导体。所以同一种半导体 材料,可以做成两种类型的半导体,即电子型半导体(以符号N表示,也称N型半导体)和空穴 型半导体(以符号P表示,也称P型半导体)。
用半导体可以制造二极管、三极管和集成 电路等多种半导体元件。半导体元件有许多独 特的功能,它具有单向导电性,即仅允许电流由 一个方向通过元件。半导体三极管可以用来放 大电信号。在常用的电器中,如收音机、录音 机、电视机、电脑等,都可以找到大量的半导体 元件,在一片微小的半导体材料硅片上,可以放 置几亿个晶体管、电阻等电子器件,它们构成了 大规模、超大规模集成电路。
电子计算机、彩色 电视机、电子游戏机等多种电器,都采用了集成 电路。一块集成电路芯片甚至可完成彩色电视 机所有电路的功能。半导体的出现和使用,为 人类社会从工业时代进人到信息时代打下了 基础。