半導(dǎo)體是一種材料，它對電流的反應(yīng)方式具有某些獨特的特性。這種材料對一個方向電流流動的阻力比另一個方向電流流動的阻力小得多。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)體來實現(xiàn)計算機(jī)和計算機(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)體實際上是絕緣體，絕緣性不是很好。它們形成了一個晶體圖案，每個電子都有一個固定的位置。大多數(shù)半導(dǎo)體材料有四個價電子，四個電子在外層。把1%或2%的具有5個價電子的原子(如砷)和4個價電子的半導(dǎo)體(如硅)放在一起，有趣的事情就發(fā)生了。砷原子的數(shù)量不足以影響整個晶體結(jié)構(gòu)。5個電子中有4個的使用方式與硅相同。第五個原子在結(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)少了一個電子。這就是所謂的洞。讓相鄰的電子移動到空穴中就像讓空穴移動一樣。把一個電子摻雜半導(dǎo)體(n型)和一個空穴摻雜半導(dǎo)體(p型)放在一起就形成了一個二極管。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)并記錄了第一個半導(dǎo)體二極管效應(yīng)。布勞恩觀察到，當(dāng)金屬點與方鉛礦晶體接觸時，電流只向一個方向自由流動。

1901年，第一個被稱為“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無線電波的點接觸半導(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年在貝爾實驗室共同發(fā)明了晶體管。