半导体与金属相比较有什么特点

半导体与金属相比较有什么特点,第1张

半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质.它的重要特性表现在以下几个方面:

(1)热敏性 半导体材料的电阻率与温度有密切的关系.温度升高,半导体的电阻率会明显变小.例如纯锗(Ge),温度每升高10度,其电阻率就会减少到原来的一半.

(2)光电特性 很多半导体材料对光十分敏感,无光照时,不易导电;受到光照时,就变的容易导电了.例如,常用的硫化镉半导体光敏电阻,在无光照时电阻高达几十兆欧,受到光照时电阻会减小到几十千欧.半导体受光照后电阻明显变小的现象称为“光导电”.利用光导电特性制作的光电器件还有光电二极管和光电三极管等.

近年来广泛使用着一种半导体发光器件--发光二极管,它通过电流时能够发光,把电能直接转成光能.目前已制作出发黄,绿,红,蓝几色的发光二极管,以及发出不可见光红外线的发光二极管.

另一种常见的光电转换器件是硅光电池,它可以把光能直接转换成电能,是一种方便的而清洁的能源.

(3)搀杂特性 纯净的半导体材料电阻率很高,但掺入极微量的“杂质”元素后,其导电能力会发生极为显著的变化.例如,纯硅的电阻率为214×1000欧姆/厘米,若掺入百万分之一的硼元素,电阻率就会减小到0.4欧姆/厘米.因此,人们可以给半导体掺入微量的某种特定的杂质元素,精确控制它的导电能力,用以制作各种各样的半导体器件.

半导体激光器工作原理是激励方式。利用半导体物质,即利用电子在能带间跃迁发光。用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜,组成谐振腔,使光振荡、反馈、产生光的辐射放大,输出激光。半导体激光器优点是体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等。 封装技术 技术介绍 半导体激光器封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而半导体激光器封装则是完成输出电信号,保护管芯正常工作、输出可见光的功能。既有电参数,又有光参数的设计及技术要求,无法简单地将分立器件的封装用于半导体激光器

半导体发光是这样的:发光二极管的发光部位分成两个区域,P区域里富含空穴——价带顶部里的电子空轨道,N区中富含处于导带底部的几乎是自由的电子;两区域的分界处称为PN结,平常这里空穴与自由电子都很少,称为耗尽层;一旦在两区加上正向电压,自由电子和空穴都会向耗尽层逼近,当它们相遇时,自由电子就可能跳进空穴里,多余的能量就以光的形式发出。激光二极管大体类似——都是电子与空穴的复合,不同的是它还有光谐振和光放大,使得光更纯更亮。

电致发光是这样的:发光材料中有发光中心(一种参杂元素),也有近自由的电子,这些电子在外加电场的加速下撞击发光中心的原子,使得其中的电子激发到高能级,这些电子退激返回低能态时,就以光的形式释放出多余的能量。

半导体发光与电致发光的区别主要就是:前者中的电子本来就处于高能级的导带底部,外加电场的作用是推动这些电子进逼耗尽层,在那里跳进本来就低的能级——价带顶部的空轨道;而后者中,外加电场是要先加速近自由的电子,使其具有足够的动能,然后去激发发光中心里本处于低能级的电子,然后退激发光。后者所需电压往往比前者大不少,因为加速需要较强的电场。


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