半导体的原理是什么？

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物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性差的材料，如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。

本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下，半导体的价带是满带（见能带理论），受到热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴。空穴导电并不是实际运动，而是一种等效。电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动 [1]  。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴，电子-空穴对消失，称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射（发光）或晶格的热振动能量（发热）。在一定温度下，电子- 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时半导体具有一定的载流子密度，从而具有一定的电阻率。温度升高时，将产生更多的电子- 空穴对，载流子密度增加，电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大，实际应用不多。

对于双极性晶体管来说，其工作原理是：

首先，电源作用于发射结上使得发射结正向偏置，发射区的自由电子不断的流向基区，形成发射极电流；

其次，自由电子由发射区流向基区后，先聚集在发射结附近，但随着此处自由电子的增多，在基区内部形成了电子浓度差，使得自由电子在基区中由发射结逐渐流向集电结，形成集电极电流。

最后，由于集电结处存在较大的反向电压，阻止了集电区的自由电子向基区进行扩散，并将聚集在集电结附近的自由电子吸引至集电区，形成集电极电流。

扩展资料

晶体管的特点

1、构件没有消耗

随着材料制作上的进步以及多方面的改善，晶体管的寿命一般比电子管长100到1000倍。

2、消耗电能极少

，晶体消耗电能仅为电子管的十分之一或几十分之一，不像电子管那样需要加热灯丝以产生自由电子，一台晶体管收音机只要几节干电池就可以半年一年地听下去。

3、不需预热

晶体管一开机就工作。例如，晶体管收音机一开就响，晶体管电视机一开就很快出现画面。

4、结实可靠

晶体管比电子管可靠100倍，耐冲击、耐振动。另外，晶体管的体积只有电子管的十分之一到百分之一，放热很少，可用于设计小型、复杂、可靠的电路。

参考资料来源：百度百科--双极性晶体管

参考资料来源：百度百科--晶体管

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