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觀眾胖子都是過勞肥:
“主播做個人吧,滿足機器人的要求!問他問他!”
觀眾00927:“捧起來!捧起來!這機器人還挺逗,德雲社訓練出來的吧。”
於是,江維輸入道:“肖大,您是如何產生如此天才想法的?”
肖克利:
【那就要說起半導體的特性了。眾所周知,半導體是一種材料,常用的比如矽、鍺還有一些化合物,比如硫化銀。
因為導電效能介於導體與絕緣體之間,所以叫半導體。
半導體有四個特性:
熱敏性:這是1833年英國科學家電子學之父法拉第最先發現的。
半導體材料的電阻率與溫度相關,一般的金屬,電阻隨溫度升高而增加,而半導體相反,是降低的。
直觀的例子,與溫度相關的感測器就會利用半導體的這個特性。
比如,你家的電飯鍋。
光敏性:這是1839年法國的貝克萊爾發現的。
在光照下,半導體與電解質接觸形成的結,能夠產生電壓。
這就是光生伏特效應,也是太陽能電池的基礎原理。
另外,1873年,英國的史密斯發現,硒晶體材料在光照下電導還能增加。這就是電導效應。
可整流性:這是1874年,德國的布勞恩發現的。
半導體的電導與所加電場的方向有關,即它的導電有方向性。
在它兩端加一個正向電壓,它是導通的;如果把電壓極性反過來,它就不導電,這就是半導體的整流效應。
半導體的這三個特性,雖在1880年以前就先後被發現了,但一直到1947 才由我們的貝爾實驗室完成總結。
而我們pn結型電晶體,更是重點利用了半導體的第四個特性:可摻雜性!
所謂可摻雜性,在純淨的半導體中加入微量雜質,其導電能力會急劇增加。
在金屬中,幾乎每個原子都會貢獻一個或者多個傳導電子。
但在半導體中,大約一億個原子中只有一個原子貢獻一個導電電子。
由此你可以看到,大約每一百萬中新增一個雜質原子,就可以極大程度改變半導體的導電效能。
所以,一個天才的想法必須具備兩個關鍵要素:
第一:有足夠多的知識儲備。
第二:能將儲備的知識融會貫通。
好了,有了前面的知識鋪墊,現在我可以介紹pn結型電晶體這項偉大的發明了。
純淨的半導體稱為本徵半導體,但純鍺和純矽的導點效能不佳,所以我們就給摻雜點別的元素。
在本徵半導體中摻入微量5價元素,比如磷、銻、砷等,具體你自己把元素週期表背一下。
這種會形成以電子導電為主的半導體,大家都知道電子帶負電。所以,這種半導體叫n型半導體,以negative為詞頭。
如果摻雜的是3價元素,比如硼、稼、銦等,在電場的作用下主要是空穴電流。空穴帶正電荷,所以這種半導體稱為p型半導體,以positive為詞頭。
注意,雖然摻雜後對於n型和p型半導體而言,雖然都有一種載流子是多數載流子,但整個半導體的正負電荷數是相等的,所以依然保持電中性。
本徵半導體摻了其他元素後,雖然導電能力得到了極大增強,但一般並不能直接用來製造成半導體器件。
而是將p型和n型透過一定的製作工藝,構成pn結。
就是p和n兩種半導體,pia的給湊一起,在交介面形成pn結。
這樣的結構具備單向導點性,加正向偏置電壓的時候導通,反向偏置的時候呈截止狀態。
除了單向導電外,pn結還具備感溫、感光、發光等特性。】
江維有些感慨道:“半導體真是一種神奇的材料。”
肖克利:
【嗯,如果沒有這種材料,我們今天就很難將真實世界的溫度、溼度、光、壓力等等轉化為電訊號。
再將電訊號數字化進行分析、放大、處理,形成數字資訊世界。】
江維點點頭:“我大學感測器這門課的教授就曾經說過,當你越來越深入的研究材料學,會越來越懷疑上帝是否真的存在。
我們地球上無數神奇的材料,讓我們能夠創造今天這樣的科技社會。
它們的特性總是那