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河边走的专栏

    和代理商打交道,最后免不了要谈价格,谈价格之前不妨再多了解一下什么是半导体吧,谈价格时有帮助!


    什么是半导体?中学的老师教过我们“介于导体和绝缘体之间的物质(或材料)就是半导体。通俗地讲,就是物体两端加上电压,如果中间有电流流过了就是导体,没有电流通过就是绝缘体。介于两者之间的就是半导体。


    我们知道介于高个和矮个之间的是中等个,介于热水和凉水之间的是温水。可是介于有电流和没电流是什么呢?好缥缈啊!有就是有,没有就是没有!现在来了个有无之间,立马觉得半导体很神秘啊。


    我曾试图询问过老师,可能老师觉得当时我们的基础知识还不够,还是别的什么原因,支支吾吾也没有给个解释。


    进了大学老师上课也没有提及,可能觉得这个问题太简单了。我曾想在课堂中提问,又害怕问题太幼稚了被同学取笑;下了课老师又神龙不见首尾。所以,这个问题也就一直留了下来。


    工作以后若干年,有天脑子突然开窍了,妈的,上当了!这世界上其实根本没有什么“半”导体,其实所谓的“半”导体材料也是个导体,不信找根单晶硅或者多晶硅两端加个电压试试看,中间一样有电流流过,而绝对不是介于两者之间,若有若无的。


    其实这种材料的真正特性显示在,当把它们的表面做些处理:一个表面“抽掉”些电子而遗留出一些“空穴”以呈正极性(positive),另一个表面注入一些电子以呈负极性(negative),然后把处理过的这两个表面紧密地相接触,而形成一个“结”(junction),这就是所谓的PN结(PN junction)。


    这个结很奇妙,显示出了它独特的个性。给这个结加正电压时,它的电阻很小,似乎是良导体;加负电压时,它的电阻很大,似乎是“绝缘体”。可能是这个原因,才有了“半导体”这一说,正向是导体,反向似乎是绝缘体。


    同时,无论在加正电压还是加负电压它们的电流、电压特性已经不符合欧姆定律了。它的电阻值已不是恒值,而是随着电流、电压的变化而变化。在它的两端分别加上导线就是所谓的二极管了。


    细分这个结的特性,就延伸出许多品种的二极管,利用正向特性的有整流二极管,基准二极管、开关二极管、阻尼二极管、肖特基二极管、光敏二极管等等,当然最流行、最时髦的就是发光二极管(LED)了。利用反向特性的最常见的就是稳压二极管、隔离(保护)二极管等等。


    这个结做得小就是所谓的“小信号二极管”,做得大就是所谓的“功率二极管”了。


    把两个结头对头或脚对脚连接起来,在连接处再接出个导线就是三极管了。注意:如果头脚相连就啥也不是,就是两个二极管串联而已。


    三极管的特性复杂些,应用更是五花八门。把这些二、三极管等等根据不同的需要组合起来就是集成电路啦,俗称:爱西(IC)。


    当初,发明半导体的美国科学家在实验室里确实是用的这个方法,一个做成平面,另一个做成探针状紧紧地压在另一个的表面上而形成PN结。而后的工业化后生产则完全不是采用这种方法。


    随便找块金属表面处理一下把他们连接在一起是不会产生这种现象的,同样,塑料等绝缘体也不行、其他的材料也不行。目前普遍认为世界上只有3种材料才有这种特性,硅、锗、还有种化合物砷化镓。这些就是所谓的半导体材料。其中最常用的是硅,这时因为它的性能更符合普遍的要求,用它制作产品的工艺更简单、成本更低。所以到目前为止仅有“硅谷”而没有“锗谷”和“砷化镓谷”。


    硅又是从哪里来的?沙子!所以半导体工业是名副其实的点沙成金。


    不过,至今我还有没有想明白的问题,半导体产品的寿命是“半无限”长,这是什么意思?理论上讲当然是介于有限和无限之间,可是谁知道这两者之间的是个什么东西?

  • 阅读(38673)  |   评论(48)  |   推荐(108)
网友评论
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  • 张生谢谢 期待更深的了解
  • 2012/7/18 9:20:13回复
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  • 匿名点沙成金
  • 2012/6/27 14:31:29回复
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  • 匿名期待下一篇
  • 2012/6/27 14:31:05回复
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  • 匿名好博文
  • 2012/6/27 14:30:41回复
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  • 匿名谢谢分享
  • 2012/6/27 14:30:18回复
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  • 匿名顶顶
  • 2012/6/27 10:38:19回复
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  • 匿名好博文
  • 2012/6/27 10:38:01回复
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  • 匿名顶顶
  • 2012/6/27 10:37:09回复
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  • 匿名哇,好专业
  • 2012/6/27 10:36:52回复
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  • 匿名看看
  • 2012/6/25 14:17:14回复
  • 发表评论(已有48条评论)
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