什么是半导体V4
铜、银、金、铝、铁等金属,传电的能力很强,这类物体我们叫它金属导体。另一些物体象橡皮、胶木、瓷制品等不能传电,我们叫它绝缘体。温度升高,金属导体的传电能力略有减小。而绝缘体几乎没有什么变化,照样是不传电。这是什么缘故呢?
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这是因为金属里有大量的自由电子。它们能够在导体中自由地来回运动。就象气体分子一样,上下左右前后各个方向的运动应有尽有。在接通电源后,导体中的自由电子都向一边移动,传送电流通过。
在绝缘体中,原子核和电子间的吸引力比较大,这些电子都不能脱离原子核而自由运动,所以不能导电。
有一些物体,在-273℃时象绝缘体一,样不能导电;而在较高的温度下却能导电,温度越高,导电能力越好。这种物体就叫半导体。它的导电本领介乎金属导体和绝缘体之间。在室温下,它的传电能力只有金属的几十万分之一。温度升高几度,它的传电能力的变化,却抵得上金属在温度降低几百度内的变化。
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为什么半导体有这么奇怪的导电性能呢?这是因为在-273℃时,半导体中只有束缚电子,没有自由电子,因此象绝缘体一样不能传电。然而比起绝缘体来,半导体的束缚电子受到的束缚比较松一些。温度升高,就有相当多的束缚电子解脱原子的束缚转变为自由电子,因而能够导电。温度越高,转变或自由电子的数目急剧增多,导电能力显著增大。利用这种特性,可以制作精密细小的半导体温度计,可以测到摄氏万分之五度。能够测出植物茎、叶的温度变化,察觉半公里外人体发出的热。
除了温度这个因素外,光照和半导体中的杂质等,都会显著地影响半导体中电子的束缚情况,改变半导体的导电性能。半导体种种技术应用,都是利用杂质等因素对半导体导电性能的影响,特别是半导体二极管、半导体三极管能够代替普通电子管的作用,使无线电技术发生重大的变化。
在我们周围的世界,很多矿石、氧化物、硫化物都是半导体。硅、锗、硒等是非常有用的半导体。如果我们掌握各种半导体的导电性能受种种因素变化的规律,就能更好更广泛地利用它们为祖国的社会主义建设服务。