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標簽 > 半導(dǎo)體器件
半導(dǎo)體器件是導(dǎo)電性介于良導(dǎo)電體與絕緣體之間,利用半導(dǎo)體材料特殊電特性來完成特定功能的電子器件,可用來產(chǎn)生、控制、接收、變換、放大信 號和進行能量轉(zhuǎn)換。
半導(dǎo)體器件(semiconductor device)通常,利用不同的半導(dǎo)體材料、采用不同的工藝和幾何結(jié)構(gòu),已研制出種類繁多、功能用途各異的多種晶體二極,晶體二極管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(又稱晶體三極管)。晶體管又可以分為雙極型晶體管和場效應(yīng)晶體管兩 類。根據(jù)用途的不同,晶體管可分為功率晶體管微波晶體管和低噪聲晶體管。除了作為放大、振蕩、開關(guān)用的 一般晶體管外,還有一些特殊用途的晶體管,如光晶體管、磁敏晶體管,場效應(yīng)傳感器等。這些器件既能把一些 環(huán)境因素的信息轉(zhuǎn)換為電信號,又有一般晶體管的放大作用得到較大的輸出信號。此外,還有一些特殊器件,如單結(jié)晶體管可用于產(chǎn)生鋸齒波,可控硅可用于各種大電流的控制電路,電荷耦合器件可用作攝橡器件或信息存 儲器件等。在通信和雷達等軍事裝備中,主要靠高靈敏度、低噪聲的半導(dǎo)體接收器件接收微弱信號。隨著微波 通信技術(shù)的迅速發(fā)展,微波半導(dǎo)件低噪聲器件發(fā)展很快,工作頻率不斷提高,而噪聲系數(shù)不斷下降。微波半導(dǎo)體 器件由于性能優(yōu)異、體積小、重量輕和功耗低等特性,在防空反導(dǎo)、電子戰(zhàn)、C(U3)I等系統(tǒng)中已得到廣泛的應(yīng)用 。
半導(dǎo)體器件是導(dǎo)電性介于良導(dǎo)電體與絕緣體之間,利用半導(dǎo)體材料特殊電特性來完成特定功能的電子器件,可用來產(chǎn)生、控制、接收、變換、放大信 號和進行能量轉(zhuǎn)換。
半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料是硅、鍺或砷化鎵,可用作整流器、振蕩器、發(fā)光器、放大器、測光器等器材。為了與集成電路相區(qū)別,有時也稱為分立器件。絕大部分二端器件(即晶體二極管)的基本結(jié)構(gòu)是一個PN結(jié)。
半導(dǎo)體器件(semiconductor device)通常,利用不同的半導(dǎo)體材料、采用不同的工藝和幾何結(jié)構(gòu),已研制出種類繁多、功能用途各異的多種晶體二極,晶體二極管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(又稱晶體三極管)。晶體管又可以分為雙極型晶體管和場效應(yīng)晶體管兩 類。根據(jù)用途的不同,晶體管可分為功率晶體管微波晶體管和低噪聲晶體管。除了作為放大、振蕩、開關(guān)用的 一般晶體管外,還有一些特殊用途的晶體管,如光晶體管、磁敏晶體管,場效應(yīng)傳感器等。這些器件既能把一些 環(huán)境因素的信息轉(zhuǎn)換為電信號,又有一般晶體管的放大作用得到較大的輸出信號。此外,還有一些特殊器件,如單結(jié)晶體管可用于產(chǎn)生鋸齒波,可控硅可用于各種大電流的控制電路,電荷耦合器件可用作攝橡器件或信息存 儲器件等。在通信和雷達等軍事裝備中,主要靠高靈敏度、低噪聲的半導(dǎo)體接收器件接收微弱信號。隨著微波 通信技術(shù)的迅速發(fā)展,微波半導(dǎo)件低噪聲器件發(fā)展很快,工作頻率不斷提高,而噪聲系數(shù)不斷下降。微波半導(dǎo)體 器件由于性能優(yōu)異、體積小、重量輕和功耗低等特性,在防空反導(dǎo)、電子戰(zhàn)、C(U3)I等系統(tǒng)中已得到廣泛的應(yīng)用 。
分類
晶體二極管
晶體二極管的基本結(jié)構(gòu)是由一塊 P型半導(dǎo)體和一塊N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起形成一個 PN結(jié)。在PN結(jié)的交界面處,由于P型半導(dǎo)體中的空穴和N型半導(dǎo)體中的電子要相互向?qū)Ψ綌U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(xù)擴散而使PN結(jié)達到平衡狀態(tài)。當PN結(jié)的P端(P型半導(dǎo)體那邊)接電源的正極而另一端接負極時,空穴和電子都向偶極層流動而使偶極層變薄,電流很快上升。如果把電源的方向反過來接,則空穴和電子都背離偶極層流動而使偶極層變厚,同時電流被限制在一個很小的飽和值內(nèi)(稱反向飽和電流)。因此,PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。此外,PN結(jié)的偶極層還起一個電容的作用,這電容隨著外加電壓的變化而變化。在偶極層內(nèi)部電場很強。當外加反向電壓達到一定閾值時,偶極層內(nèi)部會發(fā)生雪崩擊穿而使電流突然增加幾個數(shù)量級。利用PN結(jié)的這些特性在各種應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)制成的二極管有:整流二極管、檢波二極管、變頻二極管、變?nèi)荻O管、開關(guān)二極管、穩(wěn)壓二極管(曾訥二極管)、崩越二極管(碰撞雪崩渡越二極管)和俘越二極管(俘獲等離子體雪崩渡越時間二極管)等。此外,還有利用PN結(jié)特殊效應(yīng)的隧道二極管,以及沒有PN結(jié)的肖脫基二極管和耿氏二極管等。
雙極型晶體管
它是由兩個PN結(jié)構(gòu)成,其中一個PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié),另一個稱為集電結(jié)。兩個結(jié)之間的一薄層半導(dǎo)體材料稱為基區(qū)。接在發(fā)射結(jié)一端和集電結(jié)一端的兩個電極分別稱為發(fā)射極和集電極。接在基區(qū)上的電極稱為基極。在應(yīng)用時,發(fā)射結(jié)處于正向偏置,集電極處于反向偏置。通過發(fā)射結(jié)的電流使大量的少數(shù)載流子注入到基區(qū)里,這些少數(shù)載流子靠擴散遷移到集電結(jié)而形成集電極電流,只有極少量的少數(shù)載流子在基區(qū)內(nèi)復(fù)合而形成基極電流。集電極電流與基極電流之比稱為共發(fā)射極電流放大系數(shù)?。在共發(fā)射極電路中,微小的基極電流變化可以控制很大的集電極電流變化,這就是雙極型晶體管的電流放大效應(yīng)。雙極型晶體管可分為NPN型和PNP型兩類。
場效應(yīng)晶體管
它依靠一塊薄層半導(dǎo)體受橫向電場影響而改變其電阻(簡稱場效應(yīng)),使具有放大信號的功能。這薄層半導(dǎo)體的兩端接兩個電極稱為源和漏??刂茩M向電場的電極稱為柵。
根據(jù)柵的結(jié)構(gòu),場效應(yīng)晶體管可以分為三種:
?、俳Y(jié)型場效應(yīng)管(用PN結(jié)構(gòu)成柵極);
?、贛OS場效應(yīng)管(用金屬-氧化物-半導(dǎo)體構(gòu)成柵極,見金屬-絕緣體-半導(dǎo)體系統(tǒng));
?、跰ES場效應(yīng)管(用金屬與半導(dǎo)體接觸構(gòu)成柵極);其中MOS場效應(yīng)管使用最廣泛。尤其在大規(guī)模集成電路的發(fā)展中,MOS大規(guī)模集成電路具有特殊的優(yōu)越性。MES場效應(yīng)管一般用在GaAs微波晶體管上。
在MOS器件的基礎(chǔ)上,又發(fā)展出一種電荷耦合器件 (CCD),它是以半導(dǎo)體表面附近存儲的電荷作為信息,控制表面附近的勢阱使電荷在表面附近向某一方向轉(zhuǎn)移。這種器件通??梢杂米餮舆t線和存儲器等;配上光電二極管列陣,可用作攝像管。
三極管,作為一種基本的半導(dǎo)體器件,廣泛應(yīng)用于各種電子電路中,承擔著信號放大、開關(guān)控制等重要功能。然而,由于其工作環(huán)境復(fù)雜多變,三極管電路可能會出現(xiàn)各種故...
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晶體管和二極管都是半導(dǎo)體器件,但它們在結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用方面存在明顯的區(qū)別。以下是對這兩者的比較: 一、結(jié)構(gòu)區(qū)別 二極管 二極管是一種兩端器件,具有正極(...
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