收藏  |   举报 2015-11-27 14:54   关注:727   回答:0

半导体除了用于制造晶体管、晶闸管、集成电路外还有哪些广泛的应用领域?这些应用利用了半导体哪些特殊的效应?

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  半导体还广泛地应用于:太阳能电池(光伏发电)、半导体发光(LED发光管)、半导体制冷、温差发电、电磁信号检测(霍尔器件)、测温等领域。它们利用了半导体的光电效应、塞贝克效应、帕尔帖效应、和霍尔效应。

  这些效应基本都属于能量转换。简述如下:

  (1)光电效应:

  半导体发光管在通电后电能会以光的形式释放出来。这种过程是制造发光二极管(LED)以及半导体激光的基础。而相反,半导体也可以吸收光子,通过光电效应产生电讯号。这即是设计、制造光探测器、太阳能电池的由来。

  (2)塞贝克效应和帕尔帖效应

  1821年,塞贝克发现当两种不同的金属1和2组成一个闭合回路时,如果在两金属的接头处温度T1、T2不相等,则在闭合回路中将产生电流,其温差电动势E与两接头的温差ΔT和金属的温差电动势率α满足下列关系,E=αΔT,这就是塞贝克效应。

  法国物理学家帕尔帖在1834年发现,当有外加直流电流流过由两种不同金属组成的闭合回路时,在两接头之一会有热量Q的吸收,而在另一接头上会有热量Q的放出。这种吸收或放出的热量称为帕尔帖热。

  接通电源之后,冷端的热量被移到热端,冷端温度降低,热端温度升高,这就是著名的帕尔帖效应。这个现象直到近代随着半导体的发展才有了实际的应用,也就是半导体制冷器的发明。

  后来发现,此两效应在半导体中更为突出,它们是半导体温差发电和半导体制冷的基础。

  (3)霍尔效应:

  美国物理学家霍尔于1879年在实验中发现,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应也是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。流体中的霍尔效应是研究“磁流体发电”的理论基础。

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