什麼是電氣半導體？概念、類型、應用和示例

我們解釋了什麼是電氣半導體、它的類型、應用和示例。此外，導電和絕緣材料。

使用最廣泛的半導體是矽。

什麼是半導體？

半導體是能夠充當電導體或電絕緣體的材料，具體取決於它們所處的物理條件。這些情況通常涉及溫度和壓力、輻射的入射率或電場或磁場材料所受的約束。

半導體由化學元素彼此差異很大，實際上來自週期表，但它們具有某些化學特性（它們通常是四價的），這使它們具有特殊的電特性。目前，應用最廣泛的半導體是矽 （Si），尤其是在工業中電子學和計算.

除了絕緣材料，半導體於 1727 年由英國物理學家和博物學家斯蒂芬·格雷（Stephen Gray，1666-1736 年）發現，但描述其行為和特性的定律是在很久以後的 1821 年，由著名的德國物理學家喬治·西蒙·歐姆（Georg Simon Ohm，1789-1854 年）描述的。

另外：物質的性質

半導體應用

半導體在電子工業中特別有用，因為它們允許驅動和調製電流根據必要的模式。因此，它們通常用於：

• 晶體管

• 積體電路

• 電子二極體

• 光學感測器

• 固體雷射器

• 電驅動數據器（例如電吉他放大器）

半導體的種類

半導體可以有兩種不同的類型，具體取決於它們對所處物理環境的反應：

本征半導體

它們由單一類型的原子，排列在分子四面體（即價為4的四個原子）及其原子由共價鍵.

這種化學配置可以防止運動從電子在分子周圍，除非溫度升高：然後電子參與能源available 和 「jump」，留下一個轉化為正電荷的自由空間，這反過來又會吸引新的電子。這個過程稱為復合，並且熱這需要取決於所討論的化學元素。

非本征電晶體

這些材料允許摻雜過程，也就是說，它們允許某種類型的雜質包含在其原子構型中。根據這些雜質（可以是蛇價或三價），半導體材料分為兩種：

• N 型外本徵半導體（供體）。在這些類型的材料中，電子的數量超過了空穴或自由電荷載流子（帶正電的“空間”）。當對材料施加電位差時，自由電子會移動到材料的左側，空穴會向右移動。當孔到達最右側時，來自外部電路的電子進入半導體，併發生電流傳輸。

• P 型外本徵半導體（受體）。在這些材料中，添加的雜質不是增加可用電子，而是增加了間隙因此，我們說添加的受體材料，因為對電子的需求大於可用性，並且電子應該去的每個自由“空間”都用於促進電流的通過。

半導體材料示例

半導體用作電傳輸數據器。

最常見的半導體和工業是：

• 矽 （Si）

• 鍺 （Ge），通常在合金矽

• 砷化鎵 （GaAs）

• 硫

• 氧

• 鎘

• 硒

• 印度

• 由元素週期表第12族和第13族元素組合產生的其他化學材料，分別是第16族和第15族的元素。

導電材料

與導電特性不同的半導體不同，導電材料隨時準備傳輸電力，因為它們的原子的電子構型。這種電導率可能會波動，並在一定程度上受到環境物理狀態的影響，因為電導率它不是絕對的。

導電材料的例子絕大多數是五金（鐵、汞、銅、鋁等）和水.

絕緣材料

最後，絕緣材料是那些抵抗導電的材料，也就是說，它們可以防止電材料通過。電子因此，它們有助於保護自己免受電的傷害，防止電走自由路線，或產生短路。絕緣體也不能 100% 有效地絕緣，它們有一個極限（分斷電壓），超過該極限，能量會非常強烈，以至於它們無法維持作為絕緣體的狀態，因此，至少在某種程度上傳輸電流。

絕緣材料的示例包括塑膠、陶瓷、玻璃、木材和紙張。

更多資訊：電絕緣體