甲半導(dǎo)體是一種材料，典型地為固體的化學(xué)元素或化合物，可在一定條件下而不是其他導(dǎo)電，使之成為優(yōu)良的介質(zhì)，用于控制電流的流動。半導(dǎo)體是一種結(jié)晶固體，其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。絕緣體、半導(dǎo)體和導(dǎo)體是固態(tài)材料的三種基本類型。（在低溫下，一些導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體可以變成超導(dǎo)體。）與三組中每組中的一些基本材料相關(guān)的電導(dǎo)率（和相應(yīng)的電阻率=1/σ）如下圖所示。

　　絕緣體，例如熔融石英和玻璃，具有10-18至10-10西門子/厘米的低電導(dǎo)率，而導(dǎo)體，例如鋁，具有10 4至10 6的高電導(dǎo)率每厘米西門子。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率介于這兩個(gè)極端之間，通常會受到溫度、光、磁場和痕量雜質(zhì)原子的影響。例如，每百萬硅原子添加約10個(gè)硼原子（稱為摻雜劑）將使其電導(dǎo)率增加一千倍（部分解釋了圖中所示的廣泛可變性）。

　　半導(dǎo)體的特性：

　　半導(dǎo)體具有在最佳條件下導(dǎo)電的能力。這使其成為以受控方式導(dǎo)電的優(yōu)良材料。與導(dǎo)體相反，半導(dǎo)體中的電荷載流子僅由外部能量（熱攪動）產(chǎn)生。

　　它允許一定數(shù)量的價(jià)電子躍入導(dǎo)帶并穿過能隙，留下相同數(shù)量的未占據(jù)能態(tài)，即空穴。電子和空穴傳導(dǎo)的重要性是相似的。

　　1.電阻率：10-5至10 6Ωm。

　　2.電導(dǎo)率：10 5至10-6 ohm/m。

　　3.耐溫系數(shù)：負(fù)。

　　4.電子和空穴觸發(fā)電流。

　　5.為什么半導(dǎo)體的電阻會隨著溫度的升高而降低？

　　導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間電荷載流子密度的差異導(dǎo)致電阻率的差異。

　　半導(dǎo)體的電阻率隨著溫度的升高而降低，因?yàn)殡姾奢d流子的數(shù)量迅速增加，導(dǎo)致電阻率發(fā)生部分變化。

　　一些重要的屬性：

　　半導(dǎo)體具有多種重要特性，包括：

　　1.在零開爾文時(shí)，半導(dǎo)體充當(dāng)絕緣體。隨著溫度的升高，它起到導(dǎo)體的作用。

　　2.半導(dǎo)體可以通過摻雜使半導(dǎo)體器件成為能量轉(zhuǎn)換、開關(guān)和放大器的理想選擇，因?yàn)樗鼈兙哂谐錾碾姎馓匦浴?/p>

　　3.功率損失較少。

　　4.半導(dǎo)體比晶體管更小更輕。

　　5.它們的電阻率高于導(dǎo)體，但電阻率低于絕緣體。

　　6.隨著溫度升高，半導(dǎo)體材料的電阻降低，反之亦然。

　　半導(dǎo)體類型：

　　半導(dǎo)體有多種形狀和尺寸。半導(dǎo)體分為兩類：

　　1.本征半導(dǎo)體。

　　2.外在半導(dǎo)體。

　　1.本征半導(dǎo)體：

　　在化學(xué)上，半導(dǎo)體材料的本征形式被創(chuàng)造為非常純凈。其中只有一種形式的特征。

　　a)在沒有電場的情況下。(b)存在電場時(shí)。

　　最常見的本征半導(dǎo)體元素是鍺(Ge)和硅(Si)。它們的價(jià)殼中有四個(gè)電子（四價(jià)）。在絕對零溫度下，它們與原子形成共價(jià)鍵。由于碰撞，隨著溫度升高，一些電子變得無界并自由穿過晶格，導(dǎo)致其原始位置（空穴）缺失。半導(dǎo)體中的電傳導(dǎo)由這些自由電子和空穴支持。負(fù)電荷載流子和正電荷載流子的數(shù)量相等。熱能只會使晶格中的幾個(gè)原子電離，從而導(dǎo)致電導(dǎo)率降低。

　　由于自由電子和空穴的運(yùn)動，電流在本征半導(dǎo)體中流動。總電流是熱感應(yīng)電子電流Ie和空穴電流Ih的總和。

　　Ie+Ih=完整電流(I)

　　2.外在半導(dǎo)體：

　　這是一種沒有內(nèi)在特性的半導(dǎo)體。

　　通過添加少量稱為雜質(zhì)的合適替代原子，可以大大提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性。DOPING是將雜質(zhì)原子引入純半導(dǎo)體的方法。在摻雜半導(dǎo)體中，每107個(gè)原子中只有1個(gè)被摻雜劑原子取代。非本征半導(dǎo)體進(jìn)一步分為以下幾類：

　　1.N型半導(dǎo)體。

　　2.P型半導(dǎo)體。

　　N型：

　　1.主要是因?yàn)殡娮印?/p>

　　2.絕對不變。

　　3.I=Ih和nh>>ne

　　4.電子占多數(shù)，空穴占少數(shù)。

　　當(dāng)將五價(jià)雜質(zhì)（P、As、Sb、Bi）摻雜到純半導(dǎo)體（硅或鍺）中時(shí)，五個(gè)價(jià)電子中的四個(gè)與Ge或Si的四個(gè)電子鍵合。

　　摻雜劑的第五個(gè)電子被釋放。結(jié)果，雜質(zhì)原子向晶格提供一個(gè)自由電子進(jìn)行傳導(dǎo)，被稱為Donar。

　　P型：

　　1.主要是因?yàn)榭印?/p>

　　2.完全中立。

　　3.I=Ih和nh>>ne

　　4.空穴占多數(shù)，電子占少數(shù)。

　　當(dāng)純半導(dǎo)體摻雜三價(jià)雜質(zhì)（B、Al、In、Ga）時(shí)，雜質(zhì)的三個(gè)價(jià)電子與半導(dǎo)體的四個(gè)價(jià)電子中的三個(gè)結(jié)合。

　　半導(dǎo)體應(yīng)用：

　　1.半導(dǎo)體用于許多應(yīng)用。

　　5.讓我們看看半導(dǎo)體在日常生活中是如何使用的。幾乎所有的電子設(shè)備都含有半導(dǎo)體。如果它們不存在，我們的生活將會大不相同。

　　3.它們的可靠性、緊湊性、低成本和可調(diào)節(jié)的導(dǎo)電性都是優(yōu)點(diǎn)。

　　半導(dǎo)體在日常生活中的應(yīng)用：

　　1.半導(dǎo)體器件用于制造溫度傳感器。

　　2.它們用于3D打印機(jī)。

　　3.微芯片和自動駕駛汽車都在使用它。

　　4.計(jì)算器、太陽能板、計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備都使用這種材料。

　　5.半導(dǎo)體用于生產(chǎn)晶體管和MOSFET，用作電路中的開關(guān)。

　　工業(yè)應(yīng)用中的半導(dǎo)體：

　　1.半導(dǎo)體的物理和化學(xué)特性使它們能夠創(chuàng)造技術(shù)奇跡，例如微芯片、晶體管、LED和太陽能電池。

　　2.由半導(dǎo)體材料制成的晶體管和其他控制設(shè)備構(gòu)成了微處理器，用于為太空船、火車、機(jī)器人和其他設(shè)備的運(yùn)行提供動力。