(1)熱敏特性
隨著環(huán)境溫度的升高,半導(dǎo)體的電阻率下降,導(dǎo)電能力增強(qiáng)。
(2)光敏特性
有些半導(dǎo)體材料(硫化銅)受到光照時(shí),電阻率明顯下降,導(dǎo)電能力變得很強(qiáng);無光照時(shí),又變得像絕緣體一樣不導(dǎo)電,利用這一特性可制成各種光敏器件。
(3)摻雜特性
在純凈的半導(dǎo)體中摻入某種合適的微量雜質(zhì)元素,就能增加半導(dǎo)體中載流子的濃度,從而可以增強(qiáng)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力。
(4)其他敏感特性
有些半導(dǎo)體材料具有壓敏、磁敏、濕敏、嗅敏、氣敏等特性,還有些半導(dǎo)體材料,它們的上述某些特性還能逆轉(zhuǎn)。
常用的半導(dǎo)體材料是單晶硅和單晶鍺。所謂單晶,是指整塊晶體中的原子按一定規(guī)則整齊地排列著的晶體。非常純凈的單晶半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。
雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性
本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱,熱穩(wěn)定性也很差,因此,不宜直接用它制造半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件多數(shù)是用含有一定數(shù)量的某種雜質(zhì)的半導(dǎo)體制成。根據(jù)摻入雜質(zhì)性質(zhì)的不同,雜質(zhì)半導(dǎo)體分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體兩種。
一、N型半導(dǎo)體
在本征半導(dǎo)體硅(或鍺)中摻入微量的5價(jià)元素,例如磷,則磷原子就取代了硅晶體中少量的硅原子,占據(jù)晶格上的某些位置。如圖Z0103所示。
由圖可見,磷原子最外層有5個(gè)價(jià)電子,其中4個(gè)價(jià)電子分別與鄰近4個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu),多余的1個(gè)價(jià)電子在共價(jià)鍵之外,只受到磷原子對它微弱的束縛,因此在室溫下,即可獲得掙脫束縛所需要的能量而成為自由電子,游離于晶格之間。失去電子的磷原子則成為不能移動(dòng)的正離子。磷原子由于可以釋放1個(gè)電子而被稱為施主原子,又稱施主雜質(zhì)。
在本征半導(dǎo)體中每摻入1個(gè)磷原子就可產(chǎn)生1個(gè)自由電子,而本征激發(fā)產(chǎn)生的空穴的數(shù)目不變。這樣,在摻入磷的半導(dǎo)體中,自由電子的數(shù)目就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了空穴數(shù)目,成為多數(shù)載流子(簡稱多子),空穴則為少數(shù)載流子(簡稱少子)。顯然,參與導(dǎo)電的主要是電子,故這種半導(dǎo)體稱為電子型半導(dǎo)體,簡稱N型半導(dǎo)體。
二、P型半導(dǎo)體
在本征半導(dǎo)體硅(或鍺)中,若摻入微量的3價(jià)元素,如硼,這時(shí)硼原子就取代了晶體中的少量硅原子,占據(jù)晶格上的某些位置,如圖Z0104所示。由圖可知,硼原子的3個(gè)價(jià)電子分別與其鄰近的3個(gè)硅原子中的3個(gè)價(jià)電子組成完整的共價(jià)鍵,而與其相鄰的另1個(gè)硅原子的共價(jià)鍵中則缺少1個(gè)電子,出現(xiàn)了1個(gè)空穴。這個(gè)空穴被附近硅原子中的價(jià)電子來填充后,使3價(jià)的硼原子獲得了1個(gè)電子而變成負(fù)離子。同時(shí),鄰近共價(jià)鍵上出現(xiàn)1個(gè)空穴。由于硼原子起著接受電子的作用,故稱為受主原子,又稱受主雜質(zhì)。
在本征半導(dǎo)體中每摻入1個(gè)硼原子就可以提供1個(gè)空穴,當(dāng)摻入一定數(shù)量的硼原子時(shí),就可以使半導(dǎo)體中空穴的數(shù)目遠(yuǎn)大于本征激發(fā)電子的數(shù)目,成為多數(shù)載流于,而電子則成為少數(shù)載流子。顯然,參與導(dǎo)電的主要是空穴,故這種半導(dǎo)體稱為空穴型半導(dǎo)體,簡稱P型半導(dǎo)體。