半导体器件是现代电子技术的基础,其核心特点可归纳如下:
一、单向导电性
半导体器件最基本的特性是单向导电性,即电流只能从正极流向负极,这是由PN结结构决定的。例如二极管在正向偏置时导通,在反向偏置时截止。
二、可调节导电性
通过掺杂、温度和光照等手段,半导体器件的导电能力可进行精确调节:
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掺杂效应 :在纯净半导体中掺入微量杂质(如磷、硼),可显著提高导电性。例如,本征硅掺入磷后电阻率可降低百万倍。
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温度依赖性 :温度升高时,半导体导电性增强(正温度系数);反之则减弱(负温度系数)。
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光照效应 :光照可激发价电子产生自由电子-空穴对,从而增强导电性(光敏特性)。
三、非线性特性
半导体器件的导电行为与电压、电流关系非线性,例如:
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二极管 :正向压降恒定(约0.7V),反向击穿电压高。
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三极管 :存在截止区、饱和区、放大区等不同工作区域,电流与电压关系曲线非线性。
四、其他关键特性
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能效高 :无需外部加热即可工作,且效率高于传统导体。
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集成化与微型化 :可制造出体积小、重量轻的器件,适用于高频、高功率场景。
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信号处理能力 :可进行放大、调制、振荡等信号转换。
五、应用领域
半导体器件广泛应用于:
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基础电路 :如整流器、二极管稳压器。
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电子系统 :包括放大器、振荡器、传感器(温度、光敏)等。
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高端领域 :如航天、通信中的微波器件,以及军事系统的C/U3I。
半导体器件凭借其独特的物理特性,成为现代电子技术不可或缺的核心组件。