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2008-03-12 21:04:41

•   半导体是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。 
  由以上特性的，可以确定为半导体。
    绝对不要以为是按阻值范围划分的。 
  下面，是根据导电特性作出的标准划分。能带的概念是大学的，建议不必深究，不用再查，确实对中学生没必要。 
  可将固体划分为导体，半导体和绝缘体。 
  善于传导电流的物质称为导体。常见的导体有金属、电解质水溶液、电离气体等。
    对金属来说，内层电子能量较低，充满能带，故不参与导电。金属多数是一价的，每个原子的外层轨道有一个价电子，故晶体中N个价电子不能填满一个能带而形成导带，在外电场作用下导带中的自由电子可从外电场吸收能量，跃迁到自身导带中未被占据的较高能级上，形成电流。
     
  绝缘体在形态上可分为固态、液态和气态。固态绝缘体中又分为非晶态（如塑料、橡胶、玻璃等）和晶态（如云母、金刚石等）两类。晶态绝缘体能带的结构与导体的不同点是：电子恰好填满能量低的能带，其它的能带都是空的，亦即绝缘体中不存在导带，只有满带和空带。
    满带和空带之间不可能存在电子的能量区域被称为禁带。绝缘体的基本特征就是禁带的宽度（又称能隙）很大。电子很难在热激发或外电场作用下获得足够的能量由满带跃入空带。 
  半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，其能带结构与绝缘体类似。在绝对零度时，只存在满带和空带。
    与绝缘体不同的是禁带较窄，在室温下，在外界光、热、电作用下能容易地把满带中能量较高的电子，激发到空带，把空带变为导带。同时，在满带中留下一些电子空位，这些空位称为空穴，可看成是带正电荷的准粒子。在半导体中，一方面，在外电场作用下，导带中电子作定向运动，形成电流，起导电作用；另一方面，满带中的空穴，在外电场作用下，将被其它能态的电子进来填充，同时，在这个电子能态中又产生了新的空穴，于是就出现了电子填补空穴的运动。
    在电场作用下，填补空穴的电子也作定向移动，形成电流。这种电子填补空穴的运动，完全相当于带正电的空穴在作与电子运动方向相反的运动。为了区别于自由电子的导电，这种导电称之为空穴导电。导带中自由电子的导电和满带中空穴导电是同时存在的，宏观上的电流就是电子电流和空穴电流的代数和。
    满带中的空穴数和导带中电子数正好相等，都是参与导电的载流子。半导体导电与金属导电的差别，那就是金属中只有自由电子参与导电，而半导体中导带中电子和满带中空穴都参与导电。半导体中自由电子数目较小，有可能通过外部电场作用来控制其中的电子运动。半导体的电阻率随温度不同而明显变化。
    温度升高时，有更多的电子被热激发，使满带中的空穴数和导带中的电子数急剧增加，导电性能大大提高，电阻率相应地大大降低。

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  2008-03-12 21:04:41

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