半導(dǎo)體是一種材料，它對(duì)電流的反應(yīng)方式具有某些獨(dú)特的特性。這種材料對(duì)一個(gè)方向電流流動(dòng)的阻力比另一個(gè)方向電流流動(dòng)的阻力小得多。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性介于良導(dǎo)體(如銅)和絕緣體(如橡膠)之間。因此，用了半導(dǎo)體的名字。半導(dǎo)體也是一種材料，它的導(dǎo)電性可以通過溫度、應(yīng)用場(chǎng)或添加雜質(zhì)的變化而改變(稱為摻雜)。

雖然半導(dǎo)體不是一項(xiàng)發(fā)明，也沒有人發(fā)明半導(dǎo)體，但有許多發(fā)明都是半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)使電子學(xué)領(lǐng)域取得了巨大而重要的進(jìn)步。我們需要半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)部件的小型化。我們需要半導(dǎo)體來制造電子部件，如二極管、晶體管和許多光伏電池。

半導(dǎo)體材料包括元素硅和鍺，以及化合物砷化鎵、硫化鉛或磷化銦。還有許多其他的半導(dǎo)體。甚至某些塑料也可以半導(dǎo)體化，使塑料發(fā)光二極管(led)變得靈活，可以被塑造成任何想要的形狀。

什么是電子摻雜?

“摻雜”是使硅和鍺等半導(dǎo)體準(zhǔn)備用于二極管和晶體管的過程。未摻雜的半導(dǎo)體實(shí)際上是絕緣體，絕緣性不是很好。它們形成了一個(gè)晶體圖案，每個(gè)電子都有一個(gè)固定的位置。大多數(shù)半導(dǎo)體材料有四個(gè)價(jià)電子，四個(gè)電子在外層。把1%或2%的具有5個(gè)價(jià)電子的原子(如砷)和4個(gè)價(jià)電子的半導(dǎo)體(如硅)放在一起，有趣的事情就發(fā)生了。砷原子的數(shù)量不足以影響整個(gè)晶體結(jié)構(gòu)。5個(gè)電子中有4個(gè)的使用方式與硅相同。第五個(gè)原子在結(jié)構(gòu)中不太合適。它仍然喜歡掛在砷原子附近，但不會(huì)被緊緊抓住。很容易把它敲松，讓它穿過材料。摻雜的半導(dǎo)體比未摻雜的半導(dǎo)體更像導(dǎo)體。你也可以在半導(dǎo)體上涂上三電子原子，如鋁。鋁融入了晶體結(jié)構(gòu)，但現(xiàn)在晶體結(jié)構(gòu)少了一個(gè)電子。這就是所謂的洞。讓相鄰的電子移動(dòng)到空穴中就像讓空穴移動(dòng)一樣。把一個(gè)電子摻雜半導(dǎo)體(n型)和一個(gè)空穴摻雜半導(dǎo)體(p型)放在一起就形成了一個(gè)二極管。其他組合創(chuàng)造了諸如晶體管等設(shè)備。

半導(dǎo)體的歷史

1782年，亞歷山德羅·沃爾塔首次使用了“半導(dǎo)體”一詞。

1833年，邁克爾·法拉第第一個(gè)觀察到半導(dǎo)體效應(yīng)。法拉第觀察到硫化銀的電阻隨溫度的升高而降低。1874年，卡爾·布勞恩發(fā)現(xiàn)并記錄了第一個(gè)半導(dǎo)體二極管效應(yīng)。布勞恩觀察到，當(dāng)金屬點(diǎn)與方鉛礦晶體接觸時(shí)，電流只向一個(gè)方向自由流動(dòng)。

1901年，第一個(gè)被稱為“貓須”的半導(dǎo)體裝置獲得了專利。該設(shè)備由Jagadis Chandra Bose發(fā)明。貓須是一種用于探測(cè)無線電波的點(diǎn)接觸半導(dǎo)體整流器。

晶體管是一種由半導(dǎo)體材料組成的器件。約翰·巴丁、沃爾特·布拉頓和威廉·肖克利都于1947年在貝爾實(shí)驗(yàn)室共同發(fā)明了晶體管。