什么是半导体?
半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。其是指一种导电性可控,范围从绝缘体到导体之间的材料。半导体的三个主要特性包括光敏特性、热敏特性和掺杂特性。这些特性使得半导体在外部条件变化时,其导电性能也会随之变化。
1)光敏特性
半导体的导电性能对光照非常敏感。当半导体受到强烈光线照射时,其导电性能会大大增强;而当光线移开时,导电性能则会减弱,几乎接近绝缘体。
2)热敏特性
半导体的电阻率随温度的变化非常明显。当外界环境温度升高时,半导体的导电性能也会随之增高。
3)掺杂特性
在纯净的半导体中掺入极微量的杂质,可以显著改变其导电能力。例如,掺入杂质可以使半导体的导电能力增加多几万甚至几十万倍。
半导体掺杂特性在集成电路、消费电子、通信系统等领域有着广泛的应用。常见的半导体材料包括硅、锗和砷化镓等,其中硅是最具有影响力的半导体材料。
1946年2月,世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”(ENIAC)在美国研制成功。它当时由1.8万个电子管组成,是一台又大又笨重的机器,体重达30多吨,占地有两三间教室般大。它当时的运算速度为每秒5000次加法运算,这在当时是相当了不起的成就。
世界上第一台计算机
1958年发明了集成电路(IC),将三种电子元件结合到一片小小的硅片上,科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。1960年,出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。1964年,美国IBM公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360系统。到1965年,集成电路开始取代晶体管,从而使得"电脑家族"跨入"第三代"。
70年代结婚四件套“三转一响”说的就是——“上海牌”手表,“飞人牌”缝纫机,“永久牌”自行车和“红灯牌”收音机。
1972年6月,上海市仪表电讯工业局旗下上海无线电二厂设计生产的红灯牌711型六灯两波段电子管收音机,厂商将收音机命名为“红灯”:意喻吉祥而热闹,符合当时中国普通百姓的审美。以音色丰富、质量可靠、外形美观而风靡市场,一度供不应求。
收音机内的晶体管
半导体技术改变了人类生活的方方面面,从手机到电视,从计算机到汽车,半导体无处不在。例如,1969年NASA用于将宇航员送上月球的所有计算能力,甚至还不到现在一部手机运算能力的三分之一,由此可见半导体芯片发展的重要性。