介于导体与绝缘体之间的材料
半导体是一种导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,其核心特性和用途如下:
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基本定义
半导体电导率高于绝缘体(如玻璃),但低于纯导体(如铜)。其导电性可通过掺杂杂质或外部条件(如温度、光照)进行调节。
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主要材料
常见半导体材料包括硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)。其中,硅因掺杂灵活、成本较低,成为商业应用最广泛的材料。
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核心特性
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可调控性 :通过掺杂或外部条件改变电导率,实现信号放大、开关控制等功能。
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温度敏感 :温度变化可显著影响导电性,用于制造热敏电阻。
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光敏特性 :光照可改变导电性,用于光敏电阻。
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关键应用
半导体是现代电子设备的核心组件,广泛应用于计算机、智能手机、集成电路(IC)等领域。例如,晶体管通过控制电流实现信号处理,数亿个晶体管集成于芯片中。
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技术基础
基于固体能带理论,通过杂质掺杂改变电子能级,实现导电性的精确调控。这一特性是制造晶体管、二极管等器件的基础。
半导体凭借其独特的可调控性和广泛的应用场景,成为现代科技发展的基石。