**半导体的基本特征包括导电性介于导体与绝缘体之间、对温度与光照敏感、掺杂可调控电学性能,以及具有独特的PN结特性。**这些特性使其成为现代电子技术的核心材料,广泛应用于芯片、太阳能电池等领域。
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可调控的导电性
半导体的电阻率介于导体(如铜)和绝缘体(如橡胶)之间,且其导电性可通过掺杂杂质显著改变。例如,掺入磷(N型)或硼(P型)可分别增加自由电子或空穴浓度,从而精确控制导电能力。 -
温度与光照敏感性
半导体的导电性随温度升高而增强(负温度系数),与金属相反。光照可激发电子跃迁,产生光生载流子,这一特性被应用于光电传感器和太阳能电池中。 -
PN结的单向导电性
通过结合P型与N型半导体形成的PN结,具有单向导电性(正向导通、反向截止),是二极管、晶体管等器件的基础。这一特性还衍生出整流、放大、开关等核心电路功能。 -
能带结构的特殊性
半导体的价带与导带之间存在禁带宽度(Eg),电子需获得足够能量(如热能或光能)才能跃迁至导带。禁带宽度决定了材料的电学和光学特性,如硅的Eg约为1.1eV,适合制造稳定器件。
半导体的这些特征使其成为信息时代不可或缺的材料,未来随着宽禁带半导体(如碳化硅、氮化镓)的发展,其在高效能源和高压高温领域的应用将进一步扩展。