半導體材料在家用電器的應用

㈠ 半導體的作用

半導體的作用是可以通過改變其局部的雜質濃度來形成一些器件結構，這些器件結構對電路具有一定控製作用，比如二極體的單向導電，比如晶體管的放大作用。

這是導體和絕緣體做不到的。導體在電路中常常作為電阻和導線出現，在電路中僅僅起到分壓或限流的作用。

導體器件（semiconctor device）通常利用不同的半導體材料、採用不同的工藝和幾何結構，已研製出種類繁多、功能用途各異的多種晶體二極，晶體二極體的頻率覆蓋范圍可從低頻、高頻、微波、毫米波、紅外直至光波。

三端器件一 般是有源器件，典型代表是各種晶體管（又稱晶體三極體）。晶體管又可以分為雙極型晶體管和場效應晶體管兩 類。根據用途的不同，晶體管可分為功率晶體管微波晶體管和低雜訊晶體管。

(1)半導體材料在家用電器的應用擴展閱讀：

半導體分類

1、晶體二極體

晶體二極體的基本結構是由一塊 P型半導體和一塊N型半導體結合在一起形成一個 PN結。在PN結的交界面處，由於P型半導體中的空穴和N型半導體中的電子要相互向對方擴散而形成一個具有空間電荷的偶極層。這偶極層阻止了空穴和電子的繼續擴散而使PN結達到平衡狀態。

2、雙極型晶體管

它是由兩個PN結構成，其中一個PN結稱為發射結，另一個稱為集電結。兩個結之間的一薄層半導體材料稱為基區。接在發射結一端和集電結一端的兩個電極分別稱為發射極和集電極。接在基區上的電極稱為基極。

3、場效應晶體管

它依靠一塊薄層半導體受橫向電場影響而改變其電阻（簡稱場效應），使具有放大信號的功能。這薄層半導體的兩端接兩個電極稱為源和漏。控制橫向電場的電極稱為柵。

㈡ 半導體在生活中的應用

試想過你的生活缺少了數字是什麼概念嗎？那將是一個混亂的世界，無論是你的手機號碼、你的身份證號碼、還是你家的門牌號，這些全部都是用數字表達的！電子游戲、電子郵件、數碼音樂、數碼照片、多媒體光碟、網路會議、遠程教學、網上購物、電子銀行和電子貨幣……幾乎一切的東西都可以用0和1來表示。電腦和互聯網的出現讓人們有了更大的想像和施展的空間，我們的生活就在這簡單的「0」「1」之間變得豐富起來、靈活起來、愉悅起來，音像製品、手機、攝像機、數碼相機、MP3、袖珍播放機、DVD播放機、PDA、多媒體、多功能游戲機、ISDN等新潮電子產品逐漸被人們所認識和接受，數字化被我們隨身攜帶著，從而擁有了更加多變的視聽新感受，音樂和感覺在數字化生活中靜靜流淌……

數字生活已成為信息化時代的特徵，它改變著人類生活的方方面面，在此背後，隱藏著新材料的巨大功勛，新材料是數字生活的「幕後英雄」。

計算機是數字生活中的重要設備，計算機的核心部件是中央處理器（CPU）和存儲器（RAM），它們是以大規模集成電路為基礎建造起來的，而這些集成電路都是由半導體材料做成的，Si片是第一代半導體材料，集成電路中採用的Si片必須要有大的直徑、高的晶體完整性、高的幾何精度和高的潔凈度。為了使集成電路具有高效率、低能耗、高速度的性能，相繼發展了GaAs、InP等第二代半導體單晶材料。SiC、GaN、ZnSe、金剛石等第三代寬禁帶半導體材料、SiGe/Si、SOI（Silicon On Insulator）等新型硅基材料、超晶格量子阱材料可製作高溫（300~500°C）、高頻、高功率、抗輻射以及藍綠光、紫外光的發光器件和探測器件，從而大幅度地提高原有硅集成電路的性能，是未來半導體材料的重要發展方向。

人機交換，常常需要將各種形式的信息，如文字、數據、圖形、圖像和活動圖像顯示出來。靜止信息的顯示手段最常用的如列印機、復印機、傳真機和掃描儀等，一般稱為信息的輸出和輸入設備。為提高解析度以及輸入和輸出的速度，需要發展高靈敏度和穩定的感光材料，例如激光列印機和復印機上的感光鼓材料，目前使用的是無機的硒合金和有機的酞菁染料。顯示活動圖像信息的主要部件是陰極射線管（CRT），廣泛地應用在計算機終端顯示器和平面電視上，CRT目前採用的電致發光材料，大都使用稀土摻雜（Tb3+、Sn3+、Eu3+等）和過渡元素摻雜（Mn2+）的硫化物（ZnS、CdS等）和氧化物（Y2O3、YAlO3）等無機材料。

為了減小CRT龐大的體積，信息顯示的趨勢是高解析度、大顯示容量、平板化、薄型化和大型化，為此主要採用了液晶顯示技術（LCD）、場致發射顯示技術（FED）、等離子體顯示技術（PDP）和發光二極體顯示技術（LED）等平板顯示技術，廣泛應用在高清晰度電視（HDTV）、電視電話、計算機（台式或可移動式）顯示器、汽車用及個人數字化終端顯示等應用目標上，CRT不再是一支獨秀，而是形成與各種平板顯示器百花爭艷的局面。

在液晶顯示技術中採用的液晶材料早已在手錶、計算器、筆記本電腦、攝像機中得到應用，液晶材料較早使用的是苯基環己烷類、環己基環己烷類、吡啶類等向列相和手征相材料，後來發展了鐵電型（FE）液晶，響應時間在微秒級，但鐵電液晶的穩定性差，只能用分支法（side-chain）來改進。目前趨向開發反鐵電液晶，因為它們的穩定性較高。

液晶顯示材料在大屏幕顯示中有一定的困難，目前作為大屏幕顯示的主要候選對象為等離子體顯示器（PDP）和發光二極體（LED）。PDP所用的熒光粉為摻稀土的鋇鋁氧化物。用類金剛石材料作冷陰極和稀土離子摻雜的氧化物作發光材料，推動場發射顯示（FED）的發展。製作高亮度發光二極體的半導體材料主要為發紅、橙、黃色的GaAs基和GaP基外延材料、發藍光的GaN基和ZnSe基外延材料等。

由於網際網路和多媒體技術的迅速發展，人類要處理、傳輸和存儲超高信息容量達太（兆兆）數字位（Tb，1012bits），超高速信息流每秒達太位（Tb/s），可以說人類已經進入了太位信息時代。現代的信息存儲方式多種多樣，以計算機系統存儲為例，存儲方式分為隨機內存儲、在線外存儲、離線外存儲和離線存儲。隨機內存儲器要求集成度高、數據存取速度快，因此一直以大規模集成的微電子技術為基礎的半導體動態隨機存儲器（DRAM）為主，256兆位的隨機動態存儲器的晶體管超過2億個。外存儲大都採用磁記錄方式，磁存儲介質的主要形式為磁帶、磁泡、軟磁碟和硬磁碟。磁存儲密度的提高主要依賴於磁介質材料的改進，相繼採用了磁性氧化物（如g-Fe2O3、CrO2、金屬磁粉等）、鐵氧體系、超細磁性氧化物粉末、化學電鍍鈷鎳合金或真空濺射蒸鍍Co基合金連續磁性薄膜介質等材料，磁存儲的信息存儲量從而有了很大的提高。固體（閃）存儲器（flash memory）是不揮發可擦寫的存儲器，是基於半導體二極體的集成電路，比較緊湊和堅固，可以在內存與外存間插入使用。記錄磁頭鐵芯材料一般用飽和磁感大的軟磁材料，如80Ni-20Fe、Co-Zr-Nb、Fe-Ta-C、45Ni-55Fe、Fe-Ni-N、Fe-Si、Fe-Si-Ni、67Co-10Ni-23Fe等。近年來發展起來的巨磁阻（GMR）材料，在一定的磁場下電阻急劇減小，一般減小幅度比通常磁性金屬與合金的磁電阻數值約高10餘倍。GMR一般由自由層/導電層/釘扎層/反強磁性層構成，其中自由層可為Ni-Fe、Ni-Fe/Co、Co-Fe等強磁體材料，在其兩端安置有Co-Cr-Pt等永磁體薄膜，導電層為數nm的銅薄膜，釘扎層為數nm的軟磁Co合金，磁化固定層用5～40nm的Ni-O、Ni-Mn、Mn-In、Fe-Cr-Pt、Cr-Mn-Pt、Fe-Mn等反強磁體，並加Ru/Co層的積層自由結構。採用GMR效應的讀出磁頭，將磁碟記錄密度一下子提高了近二十倍，因此巨磁阻效應的研究對發展磁存儲有著非常重要的意義。

聲視領域內激光唱片和激光唱機的興起，得益於光存儲技術的巨大發展，光碟存貯是通過調制激光束以光點的形式把信息編碼記錄在光學圓盤鍍膜介質中。與磁存儲技術相比，光碟存儲技術具有存儲容量大、存儲壽命長；非接觸式讀/寫和擦，光頭不會磨損或劃傷盤面，因此光碟系統可靠，可以自由更換；經多次讀寫載噪比（CNR）不降低。光碟存儲技術經過CD（Compact Disk）、DVD（Digital Versatile Disk）發展到將來的高密度DVD（HD-DVD）、超高密度DVD（SHD-DVD）過程中，存儲介質材料是關鍵，一次寫入的光碟材料以燒蝕型（Tc合金薄膜，Se-Tc非晶薄膜等）和相變型（Te-Ge-Sb非晶薄膜、AgInTeSb系薄膜、摻雜的ZnO薄膜、推拉型偶氮染料、亞酞菁染料）為主，可擦重寫光碟材料以磁光型（GdCo、TeFe非晶薄膜、BiMnSiAl薄膜、稀土摻雜的石榴石系YIG、Co-Pt多層薄膜）為主。光碟存儲的密度取決於激光管的波長，DVD盤使用的InGaAlP紅色激光管（波長650nm）時，直徑12cm的盤每面存儲為4.7千兆位元組（GB），而使用ZnSe（波長515nm）可達12GB，將來採用GaN激光管（波長410nm），存儲密度可達18GB。要讀寫光碟里的信息，必須採用高功率半導體激光器，所用的激光二極體採用化合物半導體GaAs、GaN等材料。

激光器除了在光碟存儲應用之外，在光通信中的作用也是眾所周知的。由於有了低閾值、低功耗、長壽命及快響應的半導體激光器，使光纖通信成為現實。光通訊就是由電信號通過半導體激光器變為光信號，而後通過光導纖維作長距離傳輸，最後再由光信號變為電信號為人接收。光纖所傳輸的光信號是由激光器發出的，常用的為半導體激光器，所用材料為GaAs、GaAlAs、GaInAsP、InGaAlP、GaSb等。在接受端所用的光探測器也為半導體材料。缺少光導纖維，光通信也只能是「紙上談兵」。低損耗的光學纖維是光纖通信的關鍵材料，目前所用的光學纖維感測材料主要有低損耗石英玻璃、氟化物玻璃和Ga2S3為基礎的硫化物玻璃和塑料光纖等，1公斤石英為主的光纖可代替成噸的銅鋁電纜。光纖通信的出現是信息傳輸的一場革命，信息容量大、重量輕、佔用空間小、抗電磁干擾、串話少、保密性強，是光纖通信的優點。光纖通信的高速發展為現代信息高速公路的建設和開通起到了至關重要的作用。

除了有線傳播外，信息的傳播還採用無線的方式。在無線傳播中最引人注目的發展是行動電話。行動電話的用戶愈多，所使用的頻率愈高，現在正向千兆周的頻率過渡，電話機的微波發射與接收亦是靠半導體晶體管來實現，其中部分Si晶體管正在被GaAs晶體管所取代。在手機中廣泛採用的高頻聲表面波SAW（Surface Acoustic Wave）及體聲波BAW（Bulk Surface Acoustic Wave）器件中的壓電材料為a-SiO2、LiNbO3、LiTaO3、Li2B4O7、KNbO3、La3Ga5SiO14等壓電晶體及ZnO/Al2O3和SiO2/ZnO/DLC/Si等高聲速薄膜材料,採用的微波介質陶瓷材料則集中在BaO-TiO2體系、BaO-Ln2O3-TiO2（Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd）體系、復合鈣鈦礦A（B1/3B￠2/3）O3體系（A=Ba,Sr；B=Mg,Zn,Co,Ni,Mn；B￠=Nb,Ta）和鉛基復合鈣鈦礦體系等材料上。

隨著智能化儀器儀表對高精度熱敏器件需求的日益擴大，以及手持電話、掌上電腦PDA、筆記本電腦和其它攜帶型信息及通信設備的迅速普及，進一步帶動了溫度感測器和熱敏電阻的大量需求，負溫度系數（NTC）熱敏電阻是由Co、Mn、Ni、Cu、Fe、Al等金屬氧化物混合燒結而成，其阻值隨溫度的升高呈指數型下降，阻值-溫度系數一般在百分之幾，這一卓越的靈敏度使其能夠探測極小的溫度變化。正溫度系數（PTC）熱敏電阻一般都是由BaTiO3材料添加少量的稀土元素經高溫燒結的敏感陶瓷製成的，這種材料在溫度上升到居里溫度點時，其阻值會以指數形式陡然增加，通常阻值-溫度變化率在20~40%之間。前者大量使用在鎳鎘、鎳氫及鋰電池的快速充電、液晶顯示器（LCD）圖像對比度調節、蜂窩式電話和移動通信系統中大量採用使用的溫度補償型晶體振盪器等中，來進行溫度補償，以保證器件性能穩定；此外還在計算機中的微電機、照相機鏡頭聚焦電機、列印機的列印頭、軟盤的伺服控制器和袖珍播放機的驅動器等中，發現它的身影。後者可以用於過流保護、發熱器、彩電和監視器的消磁、袖珍壓縮機電機的啟動延遲、防止筆記本電腦常效應管（FET）的熱擊穿等。

為了保證信息運行的通暢，還有許多材料在默默地作著貢獻，例如，用於製作綠色電池的材料有：鎳氫電池的正、負極材料用MH合金和Ni(OH)2材料、鋰離子電池的正、負極用LiCoO2、LiMn2O4和MCMB碳材料等電極材料；行動電話、PC機以及諸如數碼相機、MD播放機/錄音機、DVD設備和游戲機等數字音/視頻設備等中鉭電容器所用材料；現代永磁材料Fe14Nd2B在製造永磁電極、磁性軸承、耳機及微波裝置等方面有十分重要的用途；印刷電路板（PCB）及超薄高、低介電損耗的新型覆銅板（CCL）用材料；環氧模塑料、氧化鋁和氮化鋁陶瓷是半導體和集成電路晶元的封裝材料；集成電路用關鍵結構與工藝輔助材料（高純試劑、特種氣體、塑封料、引線框架材料等），不一而足，這些在浩瀚的材料世界裡星光燦爛的新材料，正在數字生活里發揮著不可或缺的作用。

隨著科技的發展，大規模集成電路將迎來深亞微米（0.1mm）硅微電子技術時代，小於0.1mm的線條就屬於納米范疇，它的線寬就已與電子的德布羅意數相近，電子在器件內部的輸運散射也將呈現量子化特性，因而器件的設計將面臨一系列來自器件工作原理和工藝技術的棘手問題，導致常說的硅微電子技術的「極限」。由於光子的速度比電子速度快得多，光的頻率比無線電的頻率高得多，為提高傳輸速度和載波密度，信息的載體由電子到光子是必然趨勢。目前已經發展了許多種激光晶體和光電子材料，如Nd:YAG、Nd:YLF、Ho:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YAG、Er:YAG、Ho:Cr:Tm:YLF、Ti:Al2O3、YVO4、Nd:YVO4、Ti:Al2O3、KDP、KTP、BBO、BGO、LBO、LiNbO3、K(Ta,Nb)O3、Fe:KnBO3、BaTiO3、LAP等，所有這些材料將為以光通信、光存儲、光電顯示為主的光電子技術產業作出貢獻。隨著信息材料由電子材料、微電子材料、光電子材料向光子材料發展，將會出現單電子存儲器、納米晶元、量子計算機、全光數字計算機、超導電腦、化學電腦、生物電腦和神經電腦等納米電腦，將會極大地影響著人類的數字生活。

本世紀以來，以數字化通信（Digital Communication）、數字化交換（Digital Switching）、數字化處理（Digital Processing）技術為主的數字化生活（Digital Life）正在向我們招手，一步步地向我們走來——清晨，MP3音箱播放出悅耳的晨曲，催我們按時起床；上班途中，打開隨身攜帶的筆記本電腦，進行新一天的工作安排；上班以後，通過互聯網召開網路會議、開展遠程教學和實時辦公；在下班之前，我們遠程啟動家裡的空調和濕度調節器，保證家中室溫適宜；下班途中，打開手機，悠然自在觀看精彩的影視節目；進家門前，我們接收網上訂購的貨物；回到家中，和有線電視台進行互動，觀看和下載喜歡的影視節目和歌曲，製作多媒體，也可進入社區互聯網，上網瀏覽新聞了解天氣……這一切看上去是不是很奇妙？似乎遙不可及。其實它正在和將要發生在我們身邊，隨著新一代家用電腦和互聯網的出現，如此美好數字生活將成為現實。當享受數字生活的同時，飲水思源，請不要忘記為此作出巨大貢獻的功臣——絢麗多彩的新材料世界！

㈢ 半導體材料在生活中的應用

半導體材料做成的元件，晶體管、集成電路，用於現實生活中筆筆皆是，視頻設備、音響設備家用電氣里的控制設備、還有各種發光器件。

㈣ 半導體在日常生活中的應用

1)什麼叫半導體？
導電性能介於導體與絕緣體之間的材料，叫做半導體．

例如：鍺、硅、砷化鎵等．
半導體在科學技術，工農業生產和生活中有著廣泛的應用．（例如：
電視、半導體收音機、電子計算機等）這是什麼原因呢？下面介紹它
所具有的特殊的電學性能．

(2)半導體的一些電學特性
①壓敏性：有的半導體在受到壓力後電阻發生較大的變化．
用途：製成壓敏元件，接入電路，測出電流變化，以確定壓力的變化．
②熱敏性：有的半導體在受熱後電阻隨溫度升高而迅速減小．
用途：製成熱敏電阻，用來測量很小范圍內的溫度變化．

㈤ 被世人所廣泛熟知的半導體，現在在哪些方面有巨大的應用

被世人熟悉的半導體目前在電子照明，移動通信，航空航天等領域都有著非常廣泛巨大的應用。

目前正在引起新一代的能源技術發展，新型半導體的成本會更加低廉，性能會更加卓越。讓人期待的是即將到來的5g時代，數據傳輸會越來越快捷，資訊的發展速度也會隨著增加。這些更是需要大量的半導體作為數據處理的支撐，可以預見的是，半導體市場非常有潛力。

㈥ 半導體都有哪些應用

半導體指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。半導體在消費電子、通信系統、醫療儀器等領域有廣泛應用。如二極體就是採用半導體製作的器件。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品，如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業應用上最具有影響力的一種。

半導體應用

光伏應用

半導體材料光生伏特效應是太陽能電池運行的基本原理。現階段半導體材料的光伏應用已經成為一大熱門 ，是目前世界上增長最快、發展最好的清潔能源市場。太陽能電池的主要製作材料是半導體材料，判斷太陽能電池的優劣主要的標準是光電轉化率，光電轉化率越高 ，說明太陽能電池的工作效率越高。根據應用的半導體材料的不同 ，太陽能電池分為晶體硅太陽能電池、薄膜電池以及III-V族化合物電池。

照明應用

LED是建立在半導體晶體管上的半導體發光二極體，採用LED技術半導體光源體積小，可以實現平面封裝，工作時發熱量低、節能高效，產品壽命長、反應速度快，而且綠色環保無污染，還能開發成輕薄短小的產品 ，一經問世 ，就迅速普及，成為新一代的優質照明光源，目前已經廣泛的運用在我們的生活中。如交通指示燈、電子產品的背光源、城市夜景美化光源、室內照明等各個領域 ，都有應用。

大功率電源轉換

交流電和直流電的相互轉換對於電器的使用十分重要 ，是對電器的必要保護。這就要用到等電源轉換裝置。碳化硅擊穿電壓強度高 ，禁帶寬度寬，熱導性高，因此SiC半導體器件十分適合應用在功率密度和開關頻率高的場合，電源裝換裝置就是其中之一。碳化硅元件在高溫、高壓、高頻的又一表現使得現在被廣泛使用到深井鑽探，發電裝置中國的逆變器，電氣混動汽車的能量轉化器，輕軌列車牽引動力轉換等領域。由於SiC本身的優勢以及現階段行業對於輕量化、高轉換效率的半導體材料需要，SiC將會取代Si，成為應用最廣泛的半導體材料。

㈦ 半導體有哪些常見的應用

半導體（ semiconctor），指常溫下導電性能介於導體（conctor）與絕緣體（insulator）之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應用。如二極體就是採用半導體製作的器件。半導體是指一種導電性可受控制，范圍可從絕緣體至導體之間的材料。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品，如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業應用上最具有影響力的一種。

㈧ 什麼電器用半導體製成

常見的電子元件如二極體、三極體，以及現在廣泛應用的晶元都是用半導體材料（常見有硅、鍺等）製成。
大部分電器中都有半導體材料，如收音機、電視機、擴音機、功放、電腦、手機等。

㈨ 半導體的用途有哪些

半導體主要應用在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域應。半導體是一種在常溫下它的導電性能介於導體和絕緣體之間的一種材料，在科技和經濟發展中，半導體都是非常重要的存在。
半導體的用途有哪些
半導體是我們日常生活中廣泛使用的材料，它影響著人們的日常工作和生活，其用途非常廣泛，主要在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。
半導體在光伏應用中它是太陽能電池運行的基本原理，並且半導體材料的光伏應用是一大熱門;在照明應用中，採用LED技術的半導體光源是優質照明光源;SiC半導體器件是一種應用在功率密度和開關頻率高的場合的電源裝換裝置。
半導體的分類
半導體的種類有很多，例如元素半導體、無機合成物半導體、有機合成物半導體、非晶態半導體和本徵半導體。其中元素半導體中硅和鍺的性能最好，運用也最廣泛;非晶態半導體主要運用在太陽能電池和液晶顯示屏中。

㈩ 半導體材料的優點，哪些地方應用了半導體

半導體五大特性∶摻雜性，熱敏性，光敏性，負電阻率溫度特性，整流特性。

應用：
一、在無線電收音機（Radio）及電視機（Television） 中，作為「訊號放大器/整流器」用。

二、發展「太陽能（Solar Power）」，也用在「光電池（Solar Cell）」中。

三、半導體可以用來測量溫度，測溫范圍可以達到生產、生活、醫療衛生、科研教學等應用的70%的領域，有較高的准確度和穩定性，解析度可達0.1℃，甚至達到0.01℃也不是不可能，線性度0.2%，測溫范圍-100~+300℃，是性價比極高的一種測溫元件。

四、半導體致冷器的發展, 它也叫熱電致冷器或溫差致冷器, 它採用了帕爾貼效應.