18新利最新登入半导体是如何工作的

由:马歇尔的大脑|
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顺时针方向从上:芯片、LED和晶体管都是由半导体材料制成的。

半导体产生了巨大的影响对我们的社会。你发现半导体的核心微处理器芯片以及晶体管。任何电脑或使用无线电波取决于半导体。

今天,大多数半导体芯片与创建和晶体管。你可能听说过表情像“硅谷”和“硅经济,”这就是为什么——硅是任何电子设备的核心。

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一个二极管是最简单的半导体器件,是一个很好的起点,如果你想了解半导体的工作。18新利最新登入在本文中,您将了解什么是半导体,掺杂是如何工作的以及如何使用半导体二极管可以创建。18新利最新登入但是,首先,让我们仔细看看硅。

硅是一种很常见的元素——例如,沙子和石英的主要元素。如果你看的“硅谷”元素周期表,你会发现,它坐落在铝、低碳和锗。

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坐在下面的铝和碳旁边硅元素周期表。

碳、硅和锗(锗硅一样,也是半导体)有一个独特的财产——每个人都有他们的电子结构四个电子在其外层轨道。这使他们形成好的晶体。四个电子形式完美的共价键有四个相邻的原子,创建一个晶格。碳,我们知道钻石的晶体结构。硅的晶体结构是一个银色的,metallic-looking物质。

在硅晶格中,所有硅原子债券完全四个邻居,没有留下自由电子进行电流。这使得硅晶体绝缘体,而不是一个导体。”width=
在硅晶格中,所有硅原子债券完全四个邻居,没有留下自由电子进行电流。这使得硅晶体绝缘体,而不是一个导体。

金属都是电的良导体,因为他们通常有“自由电子”,原子之间可以轻易移动,和电力涉及电子的流动。而硅晶体金属,它们不是,事实上,金属。所有的外电子在硅晶体中参与完美的共价键,所以他们不能移动。将近一个纯硅晶体绝缘子——很少的电力将流经它。

但是你可以通过这一过程被称为掺杂改变这一切。

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掺杂硅

你可以改变硅的行为,把它变成一个导体兴奋剂它。在兴奋剂,你少量的混合杂质硅晶体。

有两种类型的杂质:

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  • n型——在n型掺杂、磷或砷是添加到少量的硅。磷和砷各有五个外层电子,所以当他们进入硅晶格。第五届电子无关键,所以自由移动。只需要很少量的杂质创建足够的自由电子通过硅允许电流流动。n型硅是良导体。电子有一个负电荷,因此得名“n型。
  • p型——在p型掺杂,硼或氮化镓是掺杂剂。硼和每个人只有三个外层电子。当混合成硅晶格,形成“洞”在硅的晶格电子无关键。缺少一个电子创建一个正电荷的影响,因此得名“p型。孔可以进行电流。愉快地接受一个电子从一个邻居,一个洞洞在空间移动。p型硅是良导体。

微量n型和p型掺杂的硅晶体从好的绝缘体变成一个可行的(但不是伟大)导体,因此得名“半导体”。

n型和p型硅本身并不惊人;但当你把它们放在一起,你会得到一些非常有趣的行为交界处。这是发生在一个二极管。

一个二极管是最简单的半导体器件。一个二极管允许电流在一个方向流动,而不是其他。你可能看过转门在体育场或地铁站只有一个方向,让人们经历。二极管是一种单向的十字转门为电子。

当你把n型和p型硅一起如这个图所示,你会得到一个非常有趣的现象,给出了二极管其独特的属性。18新利最新登入

尽管n型硅本身是一个导体,和p型硅本身也是一个导体,图中所示的组合不进行任何电力。18新利最新登入消极的电子在n型硅的正极所吸引电池。积极的洞p型硅电池的负极吸引。没有电流穿过结因为空穴和电子都是朝着错误的方向发展。

如果你翻转的电池,二极管导电。自由电子在n型硅是由电池的负极击退。p型硅的孔是由正极击退。在n型和p型硅,洞和自由电子。电子填补漏洞。这些洞和自由电子不复存在,新的空穴和电子弹簧取而代之。的效果是电流通过结。

在下一节中我们将使用的二极管和晶体管。

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二极管和晶体管

的设备模块电流在一个方向,让电流流被称为在另一个方向二极管。二极管可以以多种方式使用。例如,使用电池的设备通常包含一个二极管,保护设备,如果你插入电池落后。当前任何离开的二极管只是块电池如果是逆转——这保护敏感的电子设备。

反向偏置,理想的二极管会阻止所有当前。一个真正的二极管允许也许10微安通过——不是很多,但仍然不完美。如果你申请足够的逆转电压(V),结分解,让电流通过。通常,击穿电压更比电路电压会看到,这是无关紧要的。

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正向偏压必要,有少量的电压的二极管。在硅谷,这电压约为0.7伏。这个电压是需要连接启动电子空穴的结合过程。

另一个重大的技术与二极管晶体管。晶体管和二极管有很多共同之处。

晶体管

一个晶体管是由使用三层而不是两层用于二极管。您可以创建一个NPN型或PNP型三明治。晶体管可以作为开关或一个放大器。

晶体管看起来像两个二极管背靠背。你想象一下,目前没有可以流经晶体管因为背靠背二极管将阻止电流两种方式。这是真的。18新利最新登入然而,当你用一个小电流中心层的三明治,一个更大的电流流经整个三明治。这给了一个晶体管切换的行为。一个小电流可以打开和关闭一个更大的电流。

一个硅晶片是一块硅,可以容纳成千上万的晶体管。晶体管作为开关,您可以创建布尔盖茨和布尔盖茨可以创建微处理器芯片

自然的进程,从硅掺杂硅晶体管芯片是什么使得微处理器和其他电子设备便宜,而且在当今社会无处不在。基本原则是令人惊讶的简单。奇迹是这些原则的不断细化的地步,如今,数以百万计的晶体管可以廉价地形成集成在一个芯片中。

在半导体的更多信息18luck手机登录,二极管芯片,请查看下面的链接。

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出版:2001年4月25日

半导体常见问题解答

硅是半导体吗?
是的,大多数半导体芯片和与硅晶体管被创建,这是选择的原材料由于其稳定的结构。
半导体用于什么?
半导体是主要用于电子设备,包括芯片、二极管、晶体管、集成电路。任何电脑或使用无线电波取决于半导体。
用于半导体元素是什么?
半导体可以纯元素,包括硅、碳、掺锗或导体(混合少量的杂质)和砷(n型掺杂)或硼或磷镓(p型掺杂)。
半导体是什么?
半导体材料有导体之间的导电性(通常是金属)和绝缘体或绝缘体(如大多数陶瓷)。
最大的半导体公司是谁?
据雅虎金融2020年,世界上三个最大的竞争者是台湾半导体制造有限公司(454亿美元)的收入,三星(522亿美元)的收入,和英特尔(739亿美元)的收入。
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