半导体基础知识

半导体基础知识单选题100道及答案解析

1. 半导体材料的导电能力介于（ ）之间。

A. 导体和绝缘体 B. 金属和非金属 C. 正电荷和负电荷 D. 电子和空穴

答案：A

解析：半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。

2. 常见的半导体材料有（ ）。

A. 硅、锗 B. 铜、铝 C. 铁、镍 D. 金、银

答案：A

解析：硅和锗是常见的半导体材料。

3. 在纯净的半导体中掺入微量的杂质，其导电能力（ ）。

A. 不变 B. 减弱 C. 增强 D. 不确定

答案：C

解析：掺入杂质会增加载流子浓度，从而增强导电能力。

4. 半导体中的载流子包括（ ）。

A. 电子 B. 空穴 C. 电子和空穴 D. 质子和中子

答案：C

解析：半导体中的载流子有电子和空穴。

5. P 型半导体中的多数载流子是（ ）。

A. 电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子

答案：B

解析：P 型半导体中多数载流子是空穴。

6. N 型半导体中的多数载流子是（ ）。

A. 电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子

答案：A

解析：N 型半导体中多数载流子是电子。

7. 当半导体两端加上电压时，会形成（ ）。

A. 电流 B. 电阻 C. 电容 D. 电感

答案：A

解析：电压作用下，半导体中有电流通过。

8. 半导体的电阻率随温度升高而（ ）。

A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小

答案：B

解析：温度升高，载流子浓度增加，电阻率减小。

9. 二极管的主要特性是（ ）。

A. 单向导电性 B. 放大作用 C. 滤波作用 D. 储能作用

答案：A

解析：二极管具有单向导电性。

10. 三极管的三个电极分别是（ ）。

A. 基极、发射极、集电极 B. 正极、负极、地极

C. 源极、漏极、栅极 D. 阳极、阴极、控制极

答案：A 解析：三极管的三个电极是基极、发射极、集电极。

半导体基础知识

在现代科技的高速发展中，半导体无疑是其中一颗璀璨的明星。从我们日常使用的智能手机、电脑，到各种先进的医疗设备、智能家电，半导体的身影无处不在。那么，究竟什么是半导体？它又有着怎样的特性和重要作用呢？

要理解半导体，首先得从物质的导电性说起。我们知道，物质按照导电性可以大致分为导体、绝缘体和半导体三类。导体，比如常见的金属铜、铝等，它们内部存在大量自由电子，能够很容易地传导电流。绝缘体，像塑料、橡胶等，其内部几乎没有自由电子，电流很难通过。而半导体则处于两者之间，它的导电性既不像导体那样良好，也不像绝缘体那样极差。

半导体的导电性能可以通过掺杂等方式进行调控。比如，纯净的硅在常温下是一种半导体，但如果掺入少量的磷元素，就会变成 N 型半导体，其中的多数载流子是电子；如果掺入少量的硼元素，则会变成 P

型半导体，多数载流子为空穴。这种特性使得半导体在电子学领域具有极其重要的应用价值。

半导体的核心元件之一是二极管。二极管具有单向导电性，只允许电流从一个方向通过。它由 P 型半导体和 N 型半导体结合而成，形成一个 PN 结。当在 PN 结上加正向电压时，二极管导通；加反向电压时，二极管截止。这种特性被广泛应用于整流电路中，将交流电转换为直流电。 三极管是另一个重要的半导体元件。它可以实现电流的放大作用。通过控制基极电流的大小，可以改变集电极和发射极之间的电流，从而实现对信号的放大。这在通信、音频放大等领域有着广泛的应用。

在集成电路中，半导体更是发挥了关键作用。集成电路将大量的半导体元件集成在一块小小的芯片上，实现了复杂的功能。从简单的逻辑门到复杂的微处理器，集成电路的发展极大地推动了电子技术的进步。

半导体的制造工艺是一个极其复杂和精细的过程。首先，需要从高纯度的硅材料开始，经过一系列的加工步骤，如光刻、蚀刻、掺杂等，来制造出各种半导体元件。光刻技术就像是在硅片上进行精细的“雕刻”，通过使用特定波长的光线和光刻胶，将设计好的电路图案转移到硅片上。

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. 半导体基础知识（详细篇）

2.1.1 概念

根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。

1. 导体：容易导电的物体。如：铁、铜等

2. 绝缘体：几乎不导电的物体。如：橡胶等

3. 半导体：半导体是导电性能介于导体和半导体之间的物体。在一定条件下可导电。 半导体的电阻率为10-3～109 Ω·cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。

半导体特点：

1) 在外界能源的作用下，导电性能显著变化。光敏元件、热敏元件属于此类。

2) 在纯净半导体内掺入杂质，导电性能显著增加。二极管、三极管属于此类。

2.1.2 本征半导体

1.本征半导体——化学成分纯净的半导体。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。电子技术中用的最多的是硅和锗。

硅和锗都是4价元素，它们的外层电子都是4个。其简化原子结构模型如下图：

外层电子受原子核的束缚力最小，成为价电子。物质的性质是由价电子决定的 。

外层电子受原子核的束缚力最小，成为价电子。物质的性质是由价电子决定的 。

2.本征半导体的共价键结构

本征晶体中各原子之间靠得很近，使原分属于各原子的四个价电子同时受到相邻原子的吸引，分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电精品文档

. 子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。如下图所示：

硅晶体的空间排列与共价键结构平面示意图

3.共价键

共价键上的两个电子是由相邻原子各用一个电子组成的，这两个电子被成为束缚电子。束缚电子同时受两个原子的约束，如果没有足够的能量，不易脱离轨道。因此，在绝对温度T=0°K（-273°C）时，由于共价键中的电子被束缚着，本征半导体中没有自由电子，不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电

4.电子与空穴

当导体处于热力学温度0°K时，导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。这一现象称为本征激发，也称热激发。

第1章 半导体的基本知识

1.1 半导体及PN结

半导体器件是20世纪中期开始发展起来的，具有体积小、重量轻、使用寿命长、可靠 性高、输入功率小和功率转换效率高等优点，因而在现代电子技术中得到广泛的应用。半 导体器件是构成电子电路的基础。半导体器件和电阻、电容、电感等器件连接起来，可以 组成各种电子电路。顾名思义，半导体器件都是由半导体材料制成的，就必须对半导体材 料的特点有一定的了解。

1.1.1半导体的基本特性

在自然界中存在着许多不同的物质，根据其导电性能的不同大体可分为导体、绝缘体 和半导体三大类。通常将很容易导电、电阻率小于10* Q ?cm的物质，称为导体，例如铜、 铝、银等金属材料；将很难导电、电阻率大于1010 Q?cm的物质，称为绝缘体，例如塑料、 橡胶、陶瓷等材料；将导电能力介于导体和绝缘体之间、电阻率在10° Q?cm-1010 Q?cm 范围内的物质，称为半导体。常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。

用半导体材料制作电子元器件，不是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而是 由于其导电能力会随着温度的变化、光照或掺入杂质的多少发生显著的变化，这就是半导 体不同于导体的特殊性质。

1热敏性

所谓热敏性就是半导体的导电能力随着温度的升高而迅速增加。半导体的电阻率对温 度的变化十分敏感。例如纯净的锗从20C升高到30C时，它的电阻率几乎减小为原来的1 /2。而一般的金属导体的电阻率则变化较小，比如铜，当温度同样升高10C时，它的电 阻率几乎不变。

2、 光敏性

半导体的导电能力随光照的变化有显著改变的特性叫做光敏性。一种硫化铜薄膜在暗 处其电阻为几十兆欧姆，受光照后，电阻可以下降到几十千欧姆，只有原来的1%自动控 制中用的光电二极管和光敏电阻，就是利用光敏特性制成的。而金属导体在阳光下或在暗 处其电阻率一般没有什么变化。

3、 杂敏性

所谓杂敏性就是半导体的导电能力因掺入适量杂质而发生很大的变化。在半导体硅中， 只要掺入亿分之一的硼，电阻率就会下降到原来的几万分之一。所以，利用这一特性，可 以制造出不同性能、不向用途的半导体器件。而金属导体即使掺入千分之一的杂质，对其 电阻率也几乎没有什么影响。