干货满满！基础篇：半导体基础知识详解及半导体材料的应用

半导体器件是构成电子电路的基本元件，它们所用的材料是经过特殊加工且性能可控的半导体材料。51漫画

一、半导体概念

半导体的概念是从材料的导电性来描述的，自然界中一切物体，按导电性分为三类：导体、半导体、绝缘体。51漫画

绝缘体: 电导率很低，约介于20E-18S/cm-E-8S/cm，如熔融石英及玻璃；

导 体：电导率较高，介于10E4S/cm-10E6S/cm，如铝、银等金属；

半导体：电导率则介于绝缘体及导体之间。

二、为什么这种导电率不稳定的物质却受到了广泛的关注和应用呢？

因为半导体易受温度、光照、磁场及微量杂质原子的影响。

半导体材料在外界的刺激下，材料性能发生改变，正是半导体的这种对电导率的高灵敏度特性使半导体成为各种电子应用中最重要的材料之一。

三、半导体分类

1. 本征半导体

本征半导体（intrinsic semiconductor）是指完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体，一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。典型的本征半导体有硅(Si)、锗(Ge)及砷化镓(GaAs)等。

在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂志元素时，导电性能具有可控性；并且，在光照和辐射条件下，其导电性还有明显的变化；这些特殊的性质就决定了报道提可以制成各种电子器件。

2. 杂志半导体

在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。制备杂质半导体时一般按百万分之一数量级的比例在本征半导体中掺杂。也叫掺杂半导体。

按照掺入的杂质元素的不同，可氛围N型半导体和P型半导体。如下结构示意图：

三、为什么采用半导体材料制作电子元器件？

这一决策背后蕴含着深刻的行业逻辑与技术考量。半导体材料，作为导体与绝缘体之间的独特存在，其电阻特性赋予了电子元件更为精细的电流控制能力。

1.‌可控的导电性能‌：通过掺入特定的杂质元素，可以人为地控制半导体的导电性能，使其在光照和热辐射条件下导电性有明显变化。

‌2.多种应用场景‌：半导体材料广泛应用于集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明应用和大功率功率转换等领域。

‌3.特殊的电学特性‌：半导体材料可以做成两种不同特性的基片，结合在一起后可以体现绝缘和导体交替的特性，如二极管的单向导电和三极管的放大作用。

‌4.材料多样性‌：半导体材料包括元素半导体（如硅和锗）、无机复合半导体（如InP）、有机化合物半导体和非晶半导体等，每种材料都有其独特的性能和应用领域‌。

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