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半导体的导电特性和晶体结构

一、半导体的导电功能

(一)半导体的电阻率随温度的变化很大,当温度升高时,它的电阻率急剧下降,而导体、绝缘体的电阻率随温度的变化却很小。

(二)半导体中掺有少数杂质,即掺入少数其他元素,其电阻率变化很大。以储为例,只需含杂质一千万分之一其电阻率就下降到原来的1/16,而导体、绝缘体中含少数杂质后,其电阻率变化却很小此外,半导体受光线照射后,它的电阻率将会下降这也是和导体、绝缘体不同的地方。

二、半导体的晶体结构

各种物质元素都是由原子组成,原子中间都有一个原子核和若干环绕原子核在不同的轨迹上旋转的电子,不同元素的原子所包括的电子数是不同的,电子带有负电荷,原子核带正电荷,其正电荷的数量刚好和全部电子的负电荷数量相等,所以原子是呈中性的。电子环绕原子核运动,在原子核的引力效果下,电子分红几层按完全确定的轨迹旋转,而且各层所能包容的电子数目也有一定规律。锗原子有32个电子,其原子结构。实验证明在原子结构中,但凡某一层上的电子数为2、8、18时,这些电子总是比较稳定的,若不等于上述电子数时,则这一层的电子总是不太稳定。锗原子里边三层的28个电子比较稳定,它与原子核结合在一起组成一个比较稳定的整体(有的书上叫做原子实或惯性核),它具有4个正电荷,它对半导体导电功能影响不大。而最外层四个电子与原子核联络很弱,很不稳定,一般我们把最外层的电子称为“价电子”。

为了简单明了。往后我们用其他的原子图时也往往只用一个带正电的原子实和最外层的价电子来简化表示。半导体锗内的原子摆放是很规整的。每个原子除了招引住自己的价电子外,还招引住相邻原子的价电子,因此两个相邻原子的价电子,便成对的存在,这一对电子,一起受这两个原子招引,为它们所“共有”,而这两个相邻原子也通过这个“电子对”被联络在一起。这样,电子对就好像起着键(联合)的效果,我们称之为“共价键”。每个锗原子以其4个价电子与其他4个锗原子的价电子组成4个共价键,这时每个锗原子的最外层都填满为8个电子。因此,各原子可以稳定的结合在一起,并且摆放十分规整呈现一个个的晶格,组成为锗晶体。所以半导体管又常称为晶体管。

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