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B体育官网入口第1章 常用半导体器件

发布日期:2024-07-10 17:05 浏览次数:

  B体育官网入口第1章 常用半导体器件1. 基础知识:物质的导电性能决定于原子结构。导体一般为低阶元素。高价元素是绝缘体。常用半导体材料均为四价元素,入硅、锗等。

  2. 半导体特性:在形成晶体结构的半导体中,人为的掺入特定的杂质元素时,导电性能具有可控性;并且,在光和热辐射条件下,其导电性还有明显的变化;这些特殊的性质就决定了半导体可以制成各种电子期间器件。

  1. 空穴:常温下少数价电子由于热运动获得足够能量,从而挣脱共价键的束缚变成为自由电子。同时在共价键中留下一个空位置,称为空穴。

  3. 动态平衡:在一定温度下,本征激发所产生的自由电子与空穴对,与复合的自由电子与空穴对数目相等,达到动态平衡

  通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素,可得到杂质半导体。根据杂质元素不同,分为N型半导体和P型半导体。控制掺入杂质元素的浓度,可控制杂质半导体的导电性能。

  2. 五价元素外层多出一个电子,不受共价键的束缚。自由电子为多数载流子(多子),空穴为少数载流子(少子)。

  3. 由于杂质原子可以提供电子,故称为施主原子。杂质元素越多,多子的浓度就越高,导电性能越强。

  采用不同的掺杂工艺,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在他们的交界面就形成PN结。PN结具有单向导电性B体育官网入口

  1. 扩散运动:物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动,这种由于浓度而产生的运动称为扩散运动。

  3. 在无外电场和激发作用下,参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目,从而达到动态平衡,形成PN结。

  如果在PN结的两端外加电压,就将破坏原来的平衡状态。此时,PN结将有电流流过。当外加电压极性不同时,PN结表现出截然不同的导电性能,即单向导电性

  1. 反向电压:电源的正极接到PN结的N端,且电源的负极接到PN结的P端,称PN结外加反向电压\反向接法\反向偏置

  2. 外电场使空间电荷区变宽,加强了内电场,阻止了扩散运动的进行,而加剧漂移运动的进行,形成反向电流,加强了内电场,阻止扩散运动的进行,而加剧漂移运动的进行,形成反向电流,也称为漂移电流。

  4. 齐纳击穿:在高参杂的情况下B体育官网入口,因耗尽层宽度很窄,不大的反向电压就可能在耗尽层形成很强的电场,而直接破坏共价键,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。

  PN结处于平衡状态时的少子常称为平衡少子。从P区扩散到N区的空穴和从N区扩散到P区的自由电子均称为非平衡少子。

  四、最高工作频率:二级管工作的上限截止频率,超过此值时,由于结电容的作用,二极管将不能很好的体现单向导电性。

  是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管,简称稳压管。稳压管在反向击穿时,在一定电流范围内,端电压几乎不变,表现出稳压特性。用于稳压电源与限幅电路中。

  由于稳压管的反向电流小于I(min)时不稳压,大于I(max)时会因超过额定功耗而损坏,所以在稳压管电路中必须串联一个电阻来限制电流,从而保证稳压管正常工作,称这个电阻为限流电阻。

  2. 具有单向导电性,只有当外加的正向电压使得正向电流足够大时才发光,它的正向电压比普通二极管大。正向电压越大,发光越强

  晶体三极管中有两种带有不同极性电荷的载流子参与导电,故称之为双极性晶体管,又称为半导体三极管,简称晶体管B体育官网入口

  2. 位于中间的P区称为基区,它很薄且杂质浓度低,位于上层的N区是发射区,掺杂浓度高,下层的N区时极电区,面积大。所引出的电极分别是:基极、发射极、集电极

  1. 放大是对模拟信号最基本的处理,晶体管是放大电路的核心元件,它能够控制能量的转换,将输入的任何微小变化不失线. 由于发射极是两个回路的公共端,故称该电路为共射放大电路。使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正向偏置且集电结反向偏置

  3. 极间反向击穿电压:晶体管的某一电极开路时,另外两个电极间所允许加的最高反向电压称为极间反向击穿电压

  由于半导体材料的热敏性,晶体管的参数几乎都与温度有关。对于电子电路,如果不能解决温度稳定性问题,将不能使其使用!

  场效应管(FET)是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件,由于它仅靠半导体中的多数载流子导电,又称单极型晶体管

  在一个低掺杂的N型硅棒上利用扩散工艺形成一个高参杂P区,在P区与N区接触面形成PN结,就构成单结晶体管

  晶体闸流管简称为晶闸管,也称为硅可控元件,是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件,多用于可控整流,逆变,调压等电路,也作为无触点开关

  集成电路采用一定的制造工艺,将晶体管、场效应管、二极管、电阻、电容等许多元件组成的具有完整功能的电路制作在同一块半导体基片上,然后加以封装所构成的半导体器件。由于其元件密度高,体积小,功能强,功耗低,外部连线及焊点少,从而大大提高了电子设备的可靠性和灵活性,实现了元件、电路与系统的紧密结合

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