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薄膜晶体管

薄膜晶体管
薄膜晶体管

薄膜晶体管的定义:

Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管),是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度高亮度高对比度显示屏幕信息。TFT属于有源矩阵液晶显示器。

补充:TFT(ThinFilmTransistor)是指薄膜晶体管,意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动,从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息,是目前最好的LCD彩色显示设备之一,其效果接近CRT显示器,是现在笔记本电脑和台式机上的主流显示设备。TFT的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制,是有源像素点。因此,不但速度可以极大提高,而且对比度和亮度也大大提高了,同时分辨率也达到了很高水平。

TFT ( Thin film Transistor,薄膜晶体管)屏幕,它也是目前中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕,分65536 色及26 万色,1600万色三种,其显示效果非常出色。

平板显示器种类:

经过二十多年的研究、竞争、发展,平板显示器已进入角色,成为新世纪显示器的主流产品,目前竞争最激烈的平板显示器有四个品种:

1、场致发射平板显示器(FED);

2、等离子体平板显示器(PDP);

3、有机薄膜电致发光器(OEL);

4、薄膜晶体管液晶平板显示器(TFT-LCD)。

场发射平板显示器原理类似于CRT,CRT只有一支到三支电子枪,最多六支,而场发射显示器是采用电子枪阵列(电子发射微尖阵列,如金刚石膜尖锥),分辨率为VGA(640×480×3)的显示器需要92.16万个性能均匀一致的电子发射微尖,材料工艺都需要突破。目前美国和法国有小批量的小尺寸的显示屏生产,用于国防军工,离工业化、商业化还很远。

等离子体发光显示是通过微小的真空放电腔内的等离子放电激发腔内的发光材

料形成的,发光效应低和功耗大是它的缺点(仅1.2lm/W,而灯用发光效率达80lm/ W以上,6瓦/每平方英寸显示面积),但在102~152cm对角线的大屏幕显示领域有很强的竞争优势。业内专家分析认为,CRT、LCD和数字微镜(DMD)3种投影显示器可以与PDP竞争,从目前大屏幕电视机市场来看,CRT投影电视价格比PDP便宜,是PDP最有力的竞争对手,但亮度和清晰度不如PDP,LCD和DMD投影的象素和价格目前还缺乏竞争优势。尽管彩色PDP在像质、显示面积和容量等方面有了明显提高,但其发光效率、发光亮度、对比度还达不到直观式彩色电视机的要求,最重要的是其价格还不能被广大家用消费者所接受,这在一定程度上制约了彩色PDP 市场拓展。目前主要在公众媒体展示场合应用开始普遍起来。

半导体发光二极管(LED)的显示方案由于GaN蓝色发光二极管的研制成功,从而一举获得了超大屏幕视频显示器市场的绝对控制权,但是这种显示器只适合做户外大型显示,在中小屏幕的视频显示器也没有它的市场。

显示器产业的专家一直期望有机薄膜电致发光材料能提供真正的象纸一样薄的

显示器。有机薄膜电致发光真正的又轻又薄,低功耗广视角,高响应速度(亚微妙)

的固体平板显示器。大规模工业生产的成本很低,使用寿命目前只有几千小时。OLE D在可以预见的将来将首先应用作为TFT-LCD的主要竞争对手,但目前还处于研究试制阶段。

液晶平板显示器,特别TFT-LCD,是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件,它的性能优良、大规模生产特性好,自动化程度高,原材料成本低廉,发展空间广阔,将迅速成为新世纪的主流产品,是21世纪全球经济增长的一个亮点。

TFT工作原理:

(1)TFT是如何工作的TFT就是“Thin Film Transistor”的简称,一般代指薄膜液晶显示器,而实际上指的是薄膜晶体管(矩阵)——可以“主动的”对屏幕上的各个独立的象素进行控制,这也就是所谓的主动矩阵TFT(active matrix TFT)的来历。那么图象究竟是怎么产生的呢?基本原理很简单:显示屏由许多可以发出任意颜色的光线的象素组成,只要控制各个象素显示相应的颜色就能达到目的了。在TFT LCD中一般采用背光技术,为了能精确地控制每一个象素的颜色和亮度就需要在每一个象素之后安装一个类似百叶窗的开关,当“百叶窗”打开时光线可以透过来,而“百叶窗”关上后光线就无法透过来。当然,在技术上实际上实现起来就不像刚才说的那么简单。LCD(Liquid Crystal Display)就是利用了液晶的特性(当加热时为液态,冷却时就结晶为固态),一般液晶有三种形态:

类似粘土的层列(Smectic)液晶

类似细火柴棒的丝状(Nematic)液晶

类似胆固醇状的(Cholestic)液晶

液晶显示器使用的是丝状,当外界环境变化它的分子结构也会变化,从而具有不同的物理特性——就能够达到让光线通过或者阻挡光线的目的——也就是刚才比方

的百叶窗。

大家知道三原色,所以构成显示屏上的每个象素需上面介绍的三个类似的基本组件来构成,分别控制红、绿、蓝三种颜色。

目前使用的最普遍的是扭曲向列TFT液晶显示器(Twisted Nematic TFT LC D),下图就是解释的此类TFT显示器的工作原理。现存的技术差别很大,我们将会在本文的第二部分中详细介绍。

在上、下两层上都有沟槽,其中上层的沟槽是纵向排列,而下层是横向排列的。而下层是横向排列的。当不加电压液晶处于自然状态,从发光图2a扭曲向列TFT显示器工作原理图示意图层发散过来的光线通过夹层之后,会发生90度的扭曲,从而能在下层顺利透过。

当两层之间加上电压之后,就会生成一个电场,这时液晶都会垂直排列,所以光线不会发生扭转——结果就是光线无法通过下层。

2 、TFT的技术特点

TFT技术是二十世纪九十年代发展起来的,采用新材料和新工艺的大规模半导体全集成电路制造技术,是液晶(LC)、无机和有机薄膜电致发光(EL和OEL)平板显示器的基础。TFT是在玻璃或塑料基板等非单晶片上(当然也可以在晶片上)通过

溅射、化学沉积工艺形成制造电路必需的各种膜,通过对膜的加工制作大规模半导体集成电路(LSIC)。采用非单晶基板可以大幅度地降低成本,是传统大规模集成电路向大面积、多功能、低成本方向的延伸。在大面积玻璃或塑料基板上制造控制像元(L C或OLED)开关性能的TFT比在硅片上制造大规模IC的技术难度更大。对生产环境的要求(净化度为100级),对原材料纯度的要求(电子特气的纯度为99.99998 5%),对生产设备和生产技术的要求都超过半导体大规模集成,是现代大生产的顶尖技术。其主要特点有:

(1)大面积:九十年代初第一代大面积玻璃基板(300mm×400mm)TFT-LCD 生产线投产,到2000年上半年玻璃基板的面积已经扩大到了680mm×880mm),最近950mm×1200mm的玻璃基板也将投入运行。原则上讲没有面积的限制。

(2)高集成度:用于液晶投影的1.3英寸TFT芯片的分辨率为XGA含有百万个象素。分辨率为SXGA(1280×1024)的16.1英寸的TFT阵列非晶体硅的膜厚只有50nm,以及TAB ON GLASS和SYSTEM ON GLASS技术,其IC的集成度,对设备和供应技术的要求,技术难度都超过传统的LSI。

(3)功能强大:TFT最早作为矩阵选址电路改善了液晶的光阀特性。对于高分辨率显示器,通过0-6V范围的电压调节(其典型值0.2到4V),实现了对象元的精确控制,从而使LCD实现高质量的高分辨率显示成为可能。TFT-LCD是人类历史上第一种在显示质量上超过CRT的平板显示器。现在人们开始把驱动IC集成到玻璃基板上,整个TFT的功能将更强大,这是传统的大规模半导体集成电路所无法比拟的。

(4)低成本:玻璃基板和塑料基板从根本上解决了大规模半导体集成电路的成本问题,为大规模半导体集成电路的应用开拓了广阔的应用空间。

(5)工艺灵活:除了采用溅射、CVD(化学气相沉积)MCVD(分子化学气相沉积)等传统工艺成膜以外,激光退火技术也开始应用,既可以制作非晶膜、多晶膜,也可以制造单晶膜。不仅可以制作硅膜,也可以制作其他的Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族半导体薄膜。

(6)应用领域广泛,以TFT技术为基础的液晶平板显示器是信息社会的支柱产业,也技术可应用到正在迅速成长中的薄膜晶体管有机电致发光(TFT-OLED)平板显示器也在迅速的成长中。

3、TFT-LCD的主要特点:

随着九十年代初TFT技术的成熟,彩色液晶平板显示器迅速发展,不到10年的时间,TFT-LCD迅速成长为主流显示器,这与它具有的优点是分不开的。主要特点是:

(1)使用特性好:低压应用,低驱动电压,固体化使用安全性和可靠性提高;平板化,又轻薄,节省了大量原材料和使用空间;低功耗,它的功耗约为CRT显示器的十分之一,反射式TFT-LCD甚至只有CRT的百分之一左右,节省了大量的能源;TFT-LCD产品还有规格型号、尺寸系列化,品种多样,使用方便灵活、维修、更新、升级容易,使用寿命长等许多特点。显示范围覆盖了从1英寸至40英寸范围内的所

有显示器的应用范围以及投影大平面,是全尺寸显示终端;显示质量从最简单的单色字符图形到高分辨率,高彩色保真度,高亮度,高对比度,高响应速度的各种规格型号的视频显示器;显示方式有直视型,投影型,透视式,也有反射式。

(2)环保特性好:无辐射、无闪烁,对使用者的健康无损害。特别是TFT-LCD 电子书刊的出现,将把人类带入无纸办公、无纸印刷时代,引发人类学习、传播和记栽文明方式的革命。

(3)适用范围宽,从-20℃到+50℃的温度范围内都可以正常使用,经过温度加固处理的TFT-LCD低温工作温度可达到零下80℃。既可作为移动终端显示,台式终端显示,又可以作大屏幕投影电视,是性能优良的全尺寸视频显示终端。

(4)制造技术的自动化程度高,大规模工业化生产特性好。TFT-LCD产业技术成熟,大规模生产的成品率达到90%以上。

(5)TFT-LCD易于集成化和更新换代,是大规模半导体集成电路技术和光源技术的完美结合,继续发展潜力很大。目前有非晶、多晶和单晶硅TFT-LCD,将来会有其它材料的TFT,既有玻璃基板的又有塑料基板。

薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD

2006-6-29 一、产品概述

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)是液晶显示器中最重要的一种,其产值和影响力在液晶显示器家族中有着举足轻重的地位。广泛应用于电视机、笔记本电脑、监视器、手机等各个方面。TFT-LCD根据薄膜晶体管材料的不同,又分为非晶硅TFT(a-Si TFT)、多晶硅(p-Si TFT)和单晶硅MOSFET(c-Si MOSFET),后者形成的LCD被用于LCOS(Liquid Crystal on Silcon)技术。

TFT-LCD技术是微电子与液晶显示巧妙结合的一种技术。人们将在Si上进行微电子精细加工的技术,移植到在大面积玻璃上进行TFT阵列的加工,再与业已成熟的LCD技术相结合,以求不断提高产品品质,增强自动化大规模生产能力,提高合格率,降低成本,使其性能/价格比不断向CRT逼近。

有源矩阵驱动的概念应追溯到1971年,由RCA的Lechner等人为克服无源LCD器件(如TN-LCD、STN-LCD)存在的对比度低、显示容量小等缺点而提出的设想。但真正的TFT 开发工作是在英国Dundee大学进行的。1981年Snell等人在世界上首次试制成功了5X7点阵的TFT-LCD。随后日本等国迅速开展研究工作,相继推出TFT-LCD产品并开始商业化。1993年开始,TFT-LCD开始进入大量生产的全盛时期。

二、工作原理

在TFT-LCD中,TFT的功能就是一个开关管。常用的TFT是三端器件。在玻璃基板上制作半导体层,在两端有与之相连接的源极和漏极。并通过栅极绝缘膜,与半导体相对置,利

用施加于栅极的电压来控制源、漏电极间的电流。

对于显示屏来说,每个像素从结构上可以看作为像素电极和共同电极之间夹一层液晶。更重要的是从电的角度可以把它看作电容。其等效电路为图1所示。要对j行i列的像素P(i,j)充电,就要把开关T(i,j)导通,对信号线D(i)施加目标电压。当像素电极被充分充电后,即使开关断开,电容中的电荷也得到保存,电极间的液晶分子继续有电场作用。数据(列)驱动器的作用是对信号线施加目标电压,而栅极(行)驱动器的作用是起开关的导通和断开。由于加在液晶层上的电压可存储使液晶层能稳定地工作。这个显示电压通过TFT也可在短时间内重新写入,因此,即使对高清晰度LCD,也能满足图像品质要求。

显示图像的关键还在于液晶在电场作用下的分子取向。一般通过对基板内側的取向处理,使液晶分子的排列产生希望的形变来实现不同的显示模式。在电场作用下,液晶分子产生取向变化,并通过与偏振片的配合,使入射光在通过液晶层后强度发生变化。从而实现图像显示。

TFT-LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同,它在液晶显示屏的每一个象素上都有一个薄膜晶体管(TFT),可有效地克服非选通时的串扰,使之显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关,因此大大提高了图像质量。而开关单元(即TFT)的特性,则要满足通态电阻低,闭态电阻非常大这一要求。

TFT-LCD彩色化则一般是通过加一层彩色滤光片,在显示器的前面板上实现。它要求在每个像素上制作红、绿、蓝三色和遮光用黑矩阵。

三、工艺技术

TFT-LCD的制造工艺有以下几部分:在TFT基板上形成TFT阵列;在彩色滤光片基板上形成彩色滤光图案及ITO导电层;用两块基板形成液晶盒;安装外围电路、组装背光源等的模块组装。

1. 在TFT基板上形成TFT阵列的工艺

现已实现产业化的TFT类型包括:非晶硅TFT(a-Si TFT)、多晶硅TFT(p-Si TFT)、单晶硅TFT(c-Si TFT)几种。目前使用最多的仍是a-Si TFT。

a-Si TFT的制造工艺是先在硼硅玻璃基板上溅射栅极材料膜,经掩膜曝光、显影、干法蚀刻后形成栅极布线图案。一般掩膜曝光用步进曝光机。第二步是用PECVD法进行连续成膜,形成SiNx膜、非掺杂a-Si膜,掺磷n+a-Si膜。然后再进行掩膜曝光及干法蚀刻形成TFT 部分的a-Si图案。第三步是用溅射成膜法形成透明电极(ITO膜),再经掩膜曝光及湿法蚀刻形成显示电极图案。第四步栅极端部绝缘膜的接触孔图案形成则是使用掩膜曝光及干法蚀刻法。第五步是将AL等进行溅射成膜,用掩膜曝光、蚀刻形成TFT的源极、漏极以及信号线图案。最后用PECVD法形成保护绝缘膜,再用掩膜曝光及干法蚀刻进行绝缘膜的蚀刻成形,(该保护膜用于对栅极以及信号线电极端部和显示电极的保护)。至此,整个工艺流程完成。

TFT阵列工艺是TFT-LCD制造工艺的关键,也是设备投资最多的部分。整个工艺要求在很高的净化条件(例如10级)下进行。

2. 在彩色滤光片(CF)基板上形成彩色滤光图案的工艺

彩色滤光片着色部分的形成方法有染料法、颜料分散法、印刷法、电解沉积法、喷墨法。目前以颜料分散法为主。

颜料分散法的第一步是将颗粒均匀的微细颜料(平均粒径小于0.1μm)(R、G、B三色)分散在透明感光树脂中。然后将它们依次用涂敷、曝光、显影工艺方法,依次形成R. G. B三色图案。在制造中使用光蚀刻技术,所用装置主要是涂敷、曝光、显影装置。

为了防止漏光,在RGB三色交界处一般都要加黑矩阵(BM)。以往多用溅射法形成单层金属鉻膜,现在也有改用金属鉻和氧化鉻复合型的BM膜或树脂混合碳的树脂型BM。

此外,还需要在BM上制做一层保护膜及形成IT0电极,由于带有彩色滤光片的基板是作为液晶屏的前基板与带有TFT的后基板一起构成液晶盒。所以必须关注好定位问题,使彩色滤光片的各单元与TFT基板各像素相对应。

3. 液晶盒的制备工艺

首先是在上下基板表面分别涂敷聚酰亚胺膜并通过摩擦工艺,形成可诱导分子按要求排列的取向膜。之后在TFT阵列基板周边布好密封胶材料,并在基板上喷洒衬垫。同时在CF基板的透明电极末端涂布银浆。然后将两块基板对位粘接,使CF图案与TFT像素图案一一对正,再经热处理使密封材料固化。在印刷密封材料时,需留下注入口,以便抽真空灌注液晶。

近年来,随着技术进步和基板尺寸的不断加大,在盒的制做工艺上也有很大的改进,比较有代

表性的是灌晶方式的改变,从原来的成盒后灌注改为ODF法,即灌晶与成盒同步进行。另外.垫衬方式也不再采用传统的喷洒法,而是直接在阵列上用光刻法制作。

4. 外围电路、组装背光源等的模块组装工艺

在液晶盒制作工艺完成后,在面板上需要安装外围驱动电路,再在两块基板表面贴上偏振片。如果是透射型LCD.还要安装背光源。

液晶显示器原理

2005-10-17

国内电脑市场各种品牌的纯平显示器之间强烈的竞争,各个商家都想在纯平这块大蛋糕上分得最大的份额。而当人们像当初搬15英寸显示器一样把纯平买回家后。我们不仅要问:下一代显示器的热点是什么呢?矛头直指液晶显示器。液晶显示器具有图像清晰精确、平面显示、厚度薄、重量轻、无辐射、低能耗、工作电压低等优点。

液晶显示器的分类

液晶显示器按照控制方式不同可分为被动矩阵式LCD及主动矩阵式LCD两种。

1. 被动矩阵式LCD在亮度及可视角方面受到较大的限制,反应速度也较慢。由于画面质量方面的问题,使得这种显示设备不利于发展为桌面型显示器,但由于成本低廉的因素,市场上仍有部分的显示器采用被动矩阵式LCD。被动矩阵式LCD又可分为TN-LCD(Twisted Nematic-LCD,扭曲向列LCD)、STN-LCD(Super TN-LCD,超扭曲向列LCD)和

DSTN-LCD(Double layer STN-LCD,双层超扭曲向列LCD)。

2. 目前应用比较广泛的主动矩阵式LCD,也称TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD,薄膜晶体管LCD)。TFT液晶显示器是在画面中的每个像素内建晶体管,可使亮度更明亮、色彩更丰富及更宽广的可视面积。与CRT显示器相比,LCD显示器的平面显示技术体现为较少的零件、占据较少的桌面及耗电量较小,但CRT技术较为稳定成熟。

液晶显示器的工作原理

我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性,但是如果这些分子是长形的(或扁形的),它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体,而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”,又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生,我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。液晶是在1888年,由奥地利植物学家Reinitzer 发现的,是一种介于固体与液体之间,具有规则性分子排列的有机化合物。一般最常用的液晶型态为向列型液晶,分子形状为细长棒形,长宽约1nm~10nm,在不同电流电场作用下,液晶分子会做规则旋转90度排列,产生透光度的差别,如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别,依此原理控制每个像素,便可构成所需图像。

1. 被动矩阵式LCD工作原理

TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之间的显示原理基本相同,不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差别。下面以典型的TN-LCD为例,向大家介绍其结构及工作原理。

在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶显示屏面板中,通常是由两片大玻璃基板,内夹着彩色滤光片、配向膜等制成的夹板外面再包裹着两片偏光板,它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片,有规律地制作在一块大玻璃基板上。每一个像素是由三种颜色的单元(或称为子像素)所组成。假如有一块面板的分辨率为1280×1024,则它实际拥有3840×1024个晶体管及子像素。每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管,彩色滤光片能产生RGB三原色。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽,上下夹层中填充了多层液晶分子(液晶空间不到5×10-6m)。在同一层内,液晶分子的位置虽不规则,但长轴取向都是平行于偏光板的。另一方面,在不同层之间,液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90度。其中,邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向,与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列,而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列。最后再封装成一个液晶盒,并与驱动IC、控制IC与印刷电路板相连接。

在正常情况下光线从上向下照射时,通常只有一个角度的光线能够穿透下来,通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中,再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出,形成一个完整的光线穿透途径。而液晶显示器的夹层贴附了两块偏光板,这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。当液晶层施加某一电压时,由于受到外界电压的影响,液晶会改变它的初始状态,不再按照正常的方式排列,而变成竖立的状态。因此经过液晶的光会被第二层偏光板吸收而整个结构呈现不透光的状态,结果在显示屏上出现黑色。当液晶层不施任何电压时,液晶是在它的初始状态,会把入射光的方向扭转90度,因此让背光源的入射光能够通过整个结构,结果在显示屏上出现白色。为了达到在面板上的每一个独立像素都能产生你想要的色彩,多个冷阴极灯管必须被使用来当作显示器的背光源。

2. 主动矩阵式LCD工作原理

TFT-LCD液晶显示器的结构与TN-LCD液晶显示器基本相同,只不过将TN-LCD上夹层的电极改为FET晶体管,而下夹层改为共通电极。

TFT-LCD液晶显示器的工作原理与TN-LCD却有许多不同之处。TFT-LCD液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。当光源照射时,先通过下偏光板向上透出,借助液晶分子来传导光线。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极,在FET电极导通时,液晶分子的排列状态同样会发生改变,也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是,由于FET晶体管具有电容效应,能够保持电位状态,先前透光的液晶分子会一直保持这种状态,直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。

液晶显示器的技术参数

1. 可视面积

液晶显示器所标示的尺寸就是实际可以使用的屏幕范围一致。例如,一个15.1英寸的液晶显示器约等于17英寸CRT屏幕的可视范围。

2. 可视角度

液晶显示器的可视角度左右对称,而上下则不一定对称。举个例子,当背光源的入射光通过偏光板、液晶及取向膜后,输出光便具备了特定的方向特性,也就是说,大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面,我们可能会看到黑色或是色彩失真。一般来说,上下角度要小于或等于左右角度。如果可视角度为左右80度,表示在始于屏幕法线80度的位置时可以清晰地看见屏幕图像。但是,由于人的视力范围不同,如果没有站在最佳的可视角度内,所看到的颜色和亮度将会有误差。现在有些厂商就开发出各种广视角技术,试图改善液晶显示器的视角特性,如:IPS(In Plane Switching)、MVA(Multidomain Vertical Alignment)、TN+FILM。这些技术都能把液晶显示器的可视角度增加到160度,甚至更多。

3. 点距

我们常问到液晶显示器的点距是多大,但是多数人并不知道这个数值是如何得到的,现在让我们来了解一下它究竟是如何得到的。举例来说一般14英寸LCD的可视面积为

285.7mm×214.3mm,它的最大分辨率为1024×768,那么点距就等于:可视宽度/水平像素(或者可视高度/垂直像素),即285.7mm/1024=0.279mm(或者是214.3mm/768=0.279mm)。

4. 色彩度

LCD重要的当然是的色彩表现度。我们知道自然界的任何一种色彩都是由红、绿、蓝三种基本色组成的。LCD面板上是由1024×768个像素点组成显像的,每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝(R、G、B)三种基本色来控制。大部分厂商生产出来的液晶显示器,每个基本色(R、G、B)达到6位,即64种表现度,那么每个独立的像素就有64×64×64=262144种色彩。也有不少厂商使用了所谓的FRC(Frame Rate Control)技术以仿真的方式来表现出全彩的画面,也就是每个基本色(R、G、B)能达到8位,即256种表现度,那么每个独立的像素就有高达256×256×256=16777216种色彩了。

5. 对比值

对比值是定义最大亮度值(全白)除以最小亮度值(全黑)的比值。CRT显示器的对比值通常高达500:1,以致在CRT显示器上呈现真正全黑的画面是很容易的。但对LCD来说就不是很容易了,由冷阴极射线管所构成的背光源是很难去做快速地开关动作,因此背光源始终处于点亮的状态。为了要得到全黑画面,液晶模块必须完全把由背光源而来的光完全阻挡,但在物理特性上,这些元件并无法完全达到这样的要求,总是会有一些漏光发生。一般来说,人眼可以接受的对比值约为250:1。

6. 亮度值

液晶显示器的最大亮度,通常由冷阴极射线管(背光源)来决定,亮度值一般都在200~250 cd/m2间。液晶显示器的亮度略低,会觉得屏幕发暗。虽然技术上可以达到更高亮度,但是这并不代表亮度值越高越好,因为太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤。

7. 响应时间

响应时间是指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度,此值当然是越小越好。如果响应时间太长了,就有可能使液晶显示器在显示动态图像时,有尾影拖曳的感觉。一般的液晶显示器的响应时间在20~30ms之间。(编辑:周晖)

液晶屏的使用寿命

2005-11-11

液晶屏的使用寿命主要决定于两个方面,第一是屏老化的速度,第二是背光灯管的寿命。屏幕品质的好坏是决定老化速度的重要因素,过强的亮度会大大加快屏幕的老化缩短屏幕的寿命,在合理的亮度范围值内高品质的液晶屏的寿命可以达到50000小时以上。

液晶屏由于是背光显示,所以背光灯管的寿命就成了影响液晶电视寿命的主要因素。

市场上一般的液晶电视采用的大多是16-20只I型背光灯管编成一组,使用的时候全部灯管都在工作,单只灯管的使用时间比较有限,整个背光灯管组寿命较短。

U型背光灯管与I型相比,U型在数量相同的情况下发光效率提高一倍,而且16-20(根据尺寸大小各有不同)只U型背光灯管分成4组,“三用一备”式设计,正常情况下三组工作一组待机,交替使用,在确保黄金亮度范围的前提下大大延长了单只灯管的使用时间及全部四个灯管组的寿命。

LCD技术图文解说

2006-6-27

在1970年,Fergason制造了第一台具有实用性的LCD。在此之前,LCD有许多缺点:它电能消耗过大、使用寿命短,而且显示对比度低。直到1971年,LCD 才被公众接受并开始流行起来。LCD 使用液晶屏幕显示图象,液晶屏幕以电压供应的改变而改变光线的折射来产生色彩的变化。液晶屏幕由中间夹着液晶的两层玻璃或塑料面板构成,光线可以透过面板。接通电流之后,液晶可以改变方向以控制光线的通过,这样液晶就可以调节自己的色彩。LCD 显示屏一般都应用在便携电脑或多媒体放映机上。大部分桌面电脑的纯平LCD显示器就是采用了LCD 技术。

早期的液晶屏表现不稳定,也不合适大批量的生产。直到一位英国科学家发现稳定的液晶材料'联苯'之后,才使LCD 技术产生质的飞跃。LCD从而广泛出现在计算机、游戏装置和手表上。

目前的LCD显示器因为具有完全平面、主动距阵、超薄等特点而受到人们欢迎。LCD的历史已经有30年了,由于过去的研究和发展较慢,LCD 显示器因为不能提供良好的图象质量而不受好评。但到今天,LCD的需求日益增加并开始普及,它以美观的外观、纤细的造型、不占用空间和低能耗而受到人们欢迎,现在已经有很大部分资金充裕的用户正在使用它。

当前还有很多消费者持观望态度,他们在等待LCD显示器的价格下降并希望LCD能在亮度、锐利和对比方面提供更好的性能,他们只有在那时才能从传统的CRT过渡到LCD显示器。

早期的LCD技术响应速度慢、效率低、提供的对比度不高。而且早期的距阵技术是被动距阵,可以提供锐利的文本显示,但显示运动物体后会留下残像。今天,大多数黑白显示笔记本、呼机和便携电话都采用了被动距阵。因为LCD能比CRT提供更锐利的文本和更清晰的图象。

LCD有两种:DSTN (双层超扭曲向列) 和TFT (薄膜晶体管),也就是大家知道的被动和主动显示。LCD有以下几层构成并按下面的顺序排列:极性过滤器、薄玻璃板、电极、配列层、液晶、配列层、电极、薄玻璃板、极性滤器。

早期的笔记本电脑采用8英寸的被动黑白显示屏。但LCD显示器主流往主动距阵和大显示尺寸方向发展。今天的LCD几乎都采用TFT面板,TFT可以在大尺寸下提高亮度并保持锐利的显示效果。

LCD工作原理

TFT LCD 的横截面很像是很多层三明治叠在一起。每面最外一层是透明的玻璃基体,玻璃基体中间就是薄膜电晶体。颜色过滤器和液晶层可以给显示出红、蓝和绿三种最基本的颜色。通常,LCD后面都有照明灯以显示画面。

一般只要电流不变动,液晶都在非结晶状态。这时液晶允许任何光线通过。液晶层受到电压变化的影响后,液晶只允许一定数量的光线通过。光线的反射角度按照液晶控制。

当液晶的供应电压变动时,液晶就会产生变形,因而光线的折射角度就会不同,从而产生色彩的变化。一个完整的TFT 显示屏由很多像素构成,每个像素象一个可以开关的晶体管。这样就可以控制TFT 显示屏的分辨率。如果一台LCD的分辨率可以达到1024 x 768 像素(XGA),它就有那么多像素可以显示。

LCD技术详细介绍

2006-3-17

关于液晶

物质有三种形态:固态、液态和气态。

1888年,澳大利亚植物学者莱尼茨尔(Reinitzer)研究胆甾醇在植物中的作用时,用胆甾基苯进行试验,无意间发现了液晶,但液晶的实际应用直到二十世纪五十年代才开始。顾名思义,液晶是固液态之间的一种中间类状态。液晶是一种有机化合物,在一定的温度范围内,它既具有液体的流动性、粘度、形变等机械性质,又具有晶体的热(热效应)、光(光学各向异性)、电(电光效应)、磁(磁光效应)等物理性质。光线穿透液晶的路径由构成它的分子排列所决定。人们发现给液晶充电会改变它的分子排列,继而造成光线的扭曲或折射。

液晶按照分子结构排列的不同,分为三种:晶体颗粒粘土状的称为近晶相(Smectic)液晶、类似细火柴棒的称为向列相(Nematic)液晶、类似胆固醇状的称为胆甾相(Cholestic)液晶。这三种液晶的物理特性都不尽相同,用于液晶显示器的是第二类的向列相(Nematic)液晶。

LCD的原理

只有先认识了它的结构和原理,了解了它的技术和工艺特点,才能在选购时有的放矢,在应用和维护时更加科学合理。液晶是一种有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。LCD第一个特点是必须将液晶灌入两个列有细槽的平面之间才能正常工作。这两个平面上的槽互相垂直(90度相交),也就是说,若一个平面上的分子南北向排列,则另一平面上的分子东西向排列,而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播,所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时,分子便会重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转。LCD的第二个特点是它依赖极化滤光片和光线本身,自然光线是朝四面八方随机发散的,极化滤光片实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网,阻断不与这些线平行的所有光线,极化滤光片的线正好与第一个垂直,所以能完全阻断那些已经极化的光线。只有两个滤光片的线完全平行,或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光片相匹配,光线才得以穿透。LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光片构成,所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是,由于两个滤光片之间充满了扭曲液晶,所以在光线穿出第一个滤光片后,会被液晶分子扭转90度,最后从第二个滤光片中穿出。另一方面,若为液晶加一个电压,分子又会重新排列并完全平行,使光线不再扭转,所以正好被第二个滤光片挡住。总之,加电将光线阻断,不加电则使光线射出。当然,也可以改变LCD中的液晶排列,使光线在加电时射出,而不加电时被阻断。但由于液晶屏幕几乎总是亮着的,所以只有"加电将光线阻断"的方案才能达到最省电的目的。

LCD的分类

可以将LCD分为被动技术和主动技术两种,代表性的产品分别是DSTN(double-layer supertwist nematic双层超扭曲向列相液晶)和TFT(thin film transistor薄膜晶体管)。DSTN 一直是被动式笔记本显示器的标准,HPA和CSTN则是被动技术的最新改进。HPA也被称为高性能定址或快速DSTN。HPA和CSTN皆比DSTN提供了更好的对比度和亮度。CSTN

的反应时间现在已下降到100ms,并提供140度视角。

DSTN是由超扭曲向列型显示器(STN)发展而来的,由于DSTN采用双扫描技术,因而显示效果较STN有大幅度的提高。笔记本电脑刚出现时主要是使用STN。STN的反应时间较慢,一般为300ms左右,用户能感觉到拖尾(余辉)。由于DSTN 分上下两屏同时扫描,所以在使用中有可能在显示屏中央出现一条亮线。

主动矩阵显示屏通过薄膜晶体管直接寻址,这也是该技术名称的由来,即TFT(薄膜晶体管)。TFT属于有源矩阵液晶显示器中的一种,反应时间大大提高,已达到25ms。其具有更高的对比度和更丰富的色彩。相对DSTN而言,TFT的主要特点是每个像素都配置一个半导体开关器件,其加工工艺类似于大规模集成电路。由于每个像素都可通过点脉冲直接控制,因而每个节点相对独立,并可连续控制,这样不仅提高了反应时间,同时在灰度控制上可以非常精确,这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。目前绝大部分笔记本电脑厂商的主流产品都是采用TFT显示屏。

LCD和CRT(传统显示器)的比较以及购买时的注意事项

LCD的工作原理我们介绍过了,那么再介绍一下CRT,然后我们好比较。CRT的工作原理是由灯丝、阴极、控制栅组成电子枪,通电后灯丝发热,阴极被激发,发射出电子流,电子流受到带有高电压的内部金属层的加速,经过透镜聚焦形成极细的电子束,打在荧光屏上,使荧光粉发光。电子束在偏转线圈产生的磁场作用下,可以控制其射向荧光屏的指定位置,电子束打在荧光屏上后会形成一个发光点,若干个发光点就可以组成图象。RGB三色荧光点被不同强度的电子束击中,就会产生各种色彩,通过控制电子束的强弱和通断,则可以形成各种绚丽多彩的画面。一般荫罩式显像管的内部有一层类似筛子的网罩,电子束通过网眼打在呈三角形排列的荧光点上,三把电子枪分别对应RGB三色,所以叫做"三枪三束"显像管。荫栅式显像管(例如特丽珑与钻石珑)的原理也是一样,只不过此类显像管的网罩是将许多光栅纵向固定在框里形成的。

接下来就是详细介绍它们的不同之处了:

分辨率

分辨率是一个非常重要的性能指标。它指的是屏幕上水平和垂直方向所能够显示的点数(屏幕上显示的线和面都是由点构成的)的多少,分辨率越高,同一屏幕内能够容纳的信息就越多。对于一台能够支持1280x1024分辨率的CRT来说,无论是320x240还是1280x1024分辨率,都能够比较完美地表现出来(因为电子束可以做弹性调整)。但它的最大分辨率未必是最合适的分辨率,因为如果17寸显示器上到1280x1024分辨率的话,WINDOWS的字体会很小,时间一长眼睛就容易疲劳,所以17寸显示器的最佳分辨率应为1024x768。

但对LCD来说则不然。LCD的最大分辨率就是它的真实分辨率,也就是最佳分辨率。一旦所设定的分辨率小于真实分辨率(比如说15寸LCD,其真实分辨率为1024x768,而WINDOWS中设定分辨率为800x600)的话,将有两种显示方式。一是居中显示,只有LCD 中间的800x600个点会显示图象,其他没有用到的点不会发光,保持黑暗背景,看起来画面是居中缩小的。另一种是扩展显示,这种方式会使用到屏幕上每一个像素,但由于像素很容易发生扭曲,所以会对显示效果造成一定影响。所以说无论如何在选择LCD时要注意分

辨率不是越大越好而是适当好用。

刷新率

对于CRT来讲,屏幕上的图形图像是由一个个因电子束击打而发光的荧光点组成,由于显像管内荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短,所以电子束必须不断击打荧光粉使其持续发光。电子枪从屏幕的左上角的第一行(行的多少根据显示器当时的分辨率所决定,比如800X600分辨率下,电子枪就要扫描600行)开始,从左至右逐行扫描,第一行扫描完后再从第二行的最左端开始至第二行的最右端,一直到扫描完整个屏幕后再从屏幕的左上角开始,这时就完成了一次对屏幕的刷新,周而复始。这样我们就能够理解,为什么显示器的分辨率越高,其所能达到的刷新率最大值就越低。一般来讲,屏幕的刷新率要达到75HZ以上,人眼才不易感觉出屏幕的闪烁,CRT显示器的刷新率是由其行频和当时的分辨率决定的,行频越高,同一分辨率下的刷新率就越高;而行频一定的情况下,分辨率越高则它所能达到的刷新率越低。对于LCD来说则不存在刷新率的问题,它根本就不需要刷新。因为LCD中每个像素都在持续不断地发光,直到不发光的电压改变并被送到控制器中,所以LCD不会有"不断充放电"而引起的闪烁现象。

视角

目前大多数纯平显示器的视角都能达到180度,也就是说,从屏幕前的任意一个方向都能清楚地看到所显示的内容。而LCD则不同,它的可视角度根据工艺先进与否而有所不同,部分新型产品的可视角度已经能够达到160左右,跟CRT的180度已经非常接近。也有一些LCD虽然标称视角为160度,但实际上却达不到这个标准。用户在使用过程中一旦视角超出其实际可视范围,画面的颜色就会减退、变暗,甚至出现正像变成负像的情况。很可能大家为飞利浦的广告所迷惑其实LCD的视角并不是很大,反而比CRT的小许多,是一个明显比CRT弱的地方,所以不用担心被同事看见小笨熊的爱称。当然如果厂商将产品中加上增加视角的技术的话情况会好一点。下面介绍一下。

TN+Film(TN+视角扩大膜)技术

从结构上来讲,液晶显示器使用了"液晶"作为显示材料。液晶是一种介于固态和液态之间的物质,在一定的温度下会呈现出透明的液体状态,而冷却以后又会变成带结晶颗粒的混浊固体状态。液晶按照分子结构排列的不同分为三种:类似粘土状的Smectic液晶、类似细火柴棒的Nematic液晶、类似胆固醇状的Cholestic液晶,。这三种液晶的物理特性都不尽相同,通常用于液晶显示器的是第二类的Nematic液晶,采用此类液晶制造的液晶显示器也就称为LCD(Liquid Crystal Display)。普通液晶屏上层的液晶分子的排列是横向的,下层的液晶分子排列是纵向的,而位于上下层之间的液晶分子接近上层的就呈横向排列,接近下层的则呈纵向排列。整体看起来,液晶分子的排列方式就像是一个螺旋形的旋转排列,但是基于TN+视角扩大膜技术的液晶显示器的液晶分子是垂直于显示屏排列的,这样在上层的表面加一层特殊的薄膜即可增加可视的角度。从技术上来讲,该技术是基于较成熟的标准TFT-Twisted Nematic(扭转向列式)液晶技术发展起来的。只要在基板的上表面加上一层特殊的薄膜(转向膜)就可以将水平视角从90度增加到140度。该技术的优点不言而喻,那就是相对的廉价和发展较为成熟的技术,成品率高。但是该技术的缺点也同样明显,就是对对比度较低和响应速度较慢的固有缺点仍没有质的改变。

IPS (板内切换or Super-TFT)技术

IPS或"板内切换"技术最先是由Hitachi(日立)开发的,现在NEC及Nokia(诺基亚)也

采用这项技术生产TFT。

原理:

IPS与TN+Film(扭转向列液晶+视角扩大膜组合)技术的最大不同点在于液晶分子的方向是平行于基板而不是垂直于基板。这一点是通过施加电压来实现的。

使用IPS或Super TFT技术可以使视角扩大到170度,基本上可以达到CRT监视器一样的视角。但是这项技术也有缺点,因为液晶分子的排列方向,使得电极必须做成梳子状,安放在下层玻璃基板上,而不能像TN模式一样(成型的TN液晶显示屏通常包括玻璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等制成的夹板,共有两层,称为上下夹层,每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽,上下夹层中的是液晶分子),安置在两层玻璃基板上。这样做会降低对比度,因此必须加大背光源来达到要求的的亮度。同TN+Film(TN+视角扩大膜)技术相同IPS模式下的对比度及响应时间与传统的TFT-TN 相比也并无多大改善。

3 MVA(Multi-Domain Vertical Alignment,多区域垂直排列)技术

MVA技术是由富士通公司开发的。从技术的上来看,MVA目前来看应该是液晶显示器广视角及短响应时间最好的解决方案。MVA技术使可视角度可达到160度,响应时间可达到

20ms。在MVA技术中,M代表"multi-domain",是指单个色彩单元里面用凸出的物体来形成多区域。VA代表"Vertical Alignment"(垂直排列),由于凸出物的关系,液晶分子在静态时并不完全是的垂直排列的。当施加电压产生电场之后,液晶分子变成水平排列,这样背光源发出的光就能通过各个层。MVA技术能够提供比TN+视角扩大膜技术及IPS技术更短的响应时间,这对视频和游戏的表现来说很重要。对比度方面也有提高,但是会随视角的变化而变化。

TN+Film(TN+视角扩大膜)技术

成本低廉,成品率高,可视角度140度,对比度和响应时间无太大提高。IPS(内切换or Super-TFT)技术:可视角度170度,对比度和响应时间无太大提高。MVA(Multi-Domain Vertical Alignment,多区域垂直排列)技术可视角度160度,对比度和响应时间有较大的提高,适合对视频和游戏的回放。

可视面积

可视面积指的是在实际应用中,可以用来显示图像的那部分屏幕的面积。因为CRT显示器的尺寸实际上是其显像管的尺寸,可以用来显示图像的部分根本达不到这个尺寸,因为显像管的边框占了一部分空间。一般来讲,17寸CRT显示器的可视面积约在15.8-16英寸左右,而15寸显示器的可视面积则只有13.8英寸左右。但对于LCD来说,标称的尺寸大小基本上就是可视面积的大小,被边框占用的空间非常小,15寸LCD的可视面积大约有14.5英寸左右,这也是为什么LCD看起来要比同样尺寸CRT更大一些的原因。所以选购LCD的时候15村就基本上够了.

亮度与对比度

液晶显示器的显示功能主要是有一个背光的光源,这个光源的亮度决定整台LCD的画面亮度及色彩的饱和度。理论上来说,液晶显示器的亮度是越高越好,亮度的测量单位为cd/m2(每公尺平方烛光),也叫NIT流明。目前TFT屏幕的亮度大部分都是从150Nits开始起步,通常情况下200Nits才能表现出比较好的画面。对比度也就是黑与白两种色彩不同层次的对比测量度。对比度120:1时就可以显示生动、丰富的色彩(因为人眼可分辨的对比度约在100:1左右),对比率高达300:1时便可以支持各阶度的颜色。目前大多数LCD显示器

的对比度都在100:1~300:1左右。目前还没有一套公正的标准值来衡量亮度与对比的反差值,所以购买LCD全靠一双锐利的眼睛。所以在选购LCD时要注意这个指标,它也是LCD 产品上性能差异最大的一环估计选购上有些难度。

反应速度

测量反应速度的时间单位是毫秒(ms),指的是象素由亮转暗并由暗转两所需的时间。这个数值越小越好,数值越小,说明反应速度越快。目前主流LCD的反应速度都在25ms以上,在一般商业用途中(例如字处理或文本处理)没有什么太大关系,因为此类用途不必太在意LCD的反应时间。而如果是用来玩游戏、观看VCD/DVD等全屏高速动态影象时,反应时间就尤其重要了,如果反应时间较长的话,画面就会出现拖尾、残影等现象。举个简单的例子,现在市场上绝大多数LCD显示器在玩QUAKE3时都会有不同程度的拖尾现象,在画面高速更新时尤其明显。而CRT则完全没有这个问题,因为CRT的反应时间只有1ms,是绝对不会出现拖尾现象的。

色彩

说到色彩,LCD也比不上CRT,从理论上讲,CRT可显示的色彩跟电视机一样为无限。而LCD只能显示大约26万种颜色,绝大部分产品都宣称能够显示1677万色(16777216色,32位),但实际上都是通过抖动算法(dithering)来实现的,与真正的32位色相比还是有很大差距,所以在色彩的表现力和过渡方面仍然不及传统CRT。同样的道理,LCD在表现灰度方面的能力也不如CRT。大家有条件的话可以自己比较一下:找一台17英寸特丽珑显像管的显示器,再摆一台15寸LCD,同时显示一幅1677万色的图象。CRT显示出来的画面十分鲜艳,而LCD则显得有些"假",虽然说不上来哪里不对,但看着就是没有那台珑管的CRT舒服。

显示效果

先说CRT,目前绝大部分家用级CRT都不同程度地存在着聚焦、汇聚、呼吸效应等方面的问题,这与厂家的技术工艺是分不开的。如果生产厂家设计的相关控制电路不够先进,就很容易出现前面所说的那些问题。这也是为什么同样都是特丽珑显像管,SONY原厂生产的显示器和其他一些厂家所生产的显示器表现截然不同的原因。而LCD则完全没有聚焦等问题,因为它根本就不需要聚焦。不过在线形与非线形失真等问题,LCD也有可能会出现,只不过CRT更容易出现罢了。

辐射

因为CRT显示器的光线会通过阴极管发出,同时也发出了辐射,所以对人体是很不利,但是后来TCO9X的要求是CRT在这方面得到了极大的改善。但是LCD由于其工作原理的缘故,工作时更本不会发出一点辐射,比之CRT强了很多。所以在下认为一般家庭还是使用CRT比较合适,多媒体效果会更好而且价格相对来说较便宜,LCD液晶显示器更适合在商业上用途上,股票交易、媒体编辑更适合使用LCD。

液晶的入门知识

2006-5-31 液晶的组成:

LCD使用的液晶,一般是指混和液晶,由多种液晶单体及手性剂混和而成。

液晶的特性:

TN液晶一般分子链较短,特性参数调整较困难,所以特性差别比较明显。STN液晶是通过STN显示数据模型,计算出所需的液晶分子长度,及其光学电学性能参数,然后化工合成多种分子链结构类似的具有不同极性分子基团的单体,互相调配成一个特性相似的系列液晶。不同系列的STN液晶往往具有完全不同的分子链,因此,不同系列的STN液晶除非制造商说明可以互相调配外,不能互相调配。

液晶分子中有带极性基团的和不带极性基团的,带极性基团分子的液晶单体主要决定混和液晶的阀值电压参数,不带极性基团分子的液晶单体主要决定混和液晶的折射率和清亮点。液晶中带极性基团的单体与不带极性基团的单体在静置条件下会出现同性异构体层析现象。

为了增加机器本身的待机时间和增强液晶显示器的驱动能力,液晶厂商开发了能满足低电压和低频率条件下使用的低阀值电压液晶。它具有以下特性:

低阀值电压液晶中带极性基团的单体与不带极性基团的单体在静置条件下出现同性异构体层析现象的时间更短。

更多的带极性基团的单体组份,也意味着液晶更容易结合水分子以及其它带极性的游离离子,从而降低了液晶的容抗电阻,从而引起漏电流和功耗的增大。

当极性液晶单体的分子链在紫外线激化后,极性分子基团容易互相缠绕形成中性分子团,变成非层列错向状态,因而造成阀值电压升高,对导向层的锚定作用不敏感,失去低电压驱动能力。

1、液晶的分类:

按显示类型分:TN型液晶、STN型液晶、HTN型液晶;

按清亮点分:普通型液晶、宽温型液晶;

按阀值电压分:低阀值电压液晶、普通液晶、高阀值电压液晶。

2、影响液晶性能的主要参数:

清亮点;折射率Δn;阀值电压;纯净度;粘滞常数K;介电常数ε;螺距ρ

3、液晶的工厂自适应测试方法及判定标准:

电阻率:A、测试方法:用高阻计测试待测液晶的电阻值。

B、判定标准:测试结果在产品要求范围之内(本厂标准≥8X107)。

光电性能:A、测试方法:试灌产品,并测试其光电性能。

B、判定标准:测试样品Von、Voff值与供应商参数相符,视角、对比度、底色符合生产产品要求。

清亮点:A、测试方法:把待测液晶加热,测量其达到清亮点时的温度。

B、判定标准:测量结果温度与供应商提供的清亮点温度一致。

耐紫外线性能:A、测试方法:把待测液晶试作产品,平放在封口UV机下,按封口工艺规定的UV强度和时间照射两次,测试其照射前后的光电性能变化。

B、判定标准:经UV照射后,Voff值上升在0.1V以内(低电压液晶在0.15V以内),电

流值变化在2倍以内,对比度下降不明显为合格。

可靠性:A、测试方法:把待测液晶试作产品并测试其可靠性性能。

B、判定标准:经可靠性试验后光电性能变化在产品要求范围之内。

4、液晶的选用规则:

根据客户要求的底色,选择合适的Δn值范围的液晶类别,再根据客户IC电路的资料,选择合适的电压范围的液晶类别,满足上述条件下的液晶,按合理比例调配后使用,就可以达到客户要求。

5、液晶的使用方法:

液晶在使用前要充分搅拌后才能灌注使用,添加固体手性剂的液晶,要加热到摄氏六十度,再快速冷却到室温并充分搅拌。而且在使用过程中不能静置时间过长。特别是低阀值电压液晶,由于低阈值电压液晶具有这些不同的特性,因此在使用这些液晶时应该注意以下方面:

液晶在使用前应充分搅拌,调配好的液晶应立即投入生产使用,尽量缩短静置存放时间,避免层析现象产生。

调配好的液晶要加盖遮光存入,并且尽量在一个班次(八小时)内使用完,用不完的液晶需要回收搅拌后重测电压再用。一般随着时间延长,驱动电压会增加。

液晶从原厂瓶取用后,原厂瓶要及时封盖遮光保存,减少敞开暴露在空气中的时间一般暴露在空气中的时间过长,会增大液晶的漏电流。

灌低阈值电压的液晶显示片空盒最好是从PI固烤到灌液晶工序间,流存生产时间在二十四小时之内的空盒,灌液作业时一般使用比较低的灌注速度。

低阈值电压液晶在封口时一定要加盖合适的遮光罩,并且在整个灌液晶期间除了封口胶固化期间外,要尽量远离紫外线源。否则会在靠近紫外线的地方出现错向和阀值电压增大的现象。

液晶是有机高分子物质,很容易在各种溶剂中溶解或与其它化学品产生反应,液晶本身也是一种很好的溶剂,所以在使用和存放过程中要尽量远离其他化学品。

6、液晶的贮存及搬运方法:

液晶贮存时要密闭、防潮、遮光,在室温中贮存,不能在低温环境中贮存和使用,以免出现性能不可逆转的晶析现象。不能与其他化学品混放。

搬运时按化学品规定管制。

最新TFT-LCD制作技术全面图解

2006-4-27

日本国内LCD厂商普遍认为单纯的TFT-LCD玻璃机基板大型化,已经无法满足液晶面板低成本的要求,因此相关业者相继开发喷墨法(ink jet)与Rollto Roll法,製作彩色滤光膜片(color filter),同时还推出偏光膜片/位相差板/稜镜膜片/扩散膜片一体化的光学film,试图藉由元件製作技术的革新,降低元件数量、製程,进而使高居使液晶面板製作成本70~75%的

关键性元件,总成本能够降低一半以上。

此外不同於传统的新世代製作设备,例如立式搬运设备、洗净剂、单片/批量(枚叶/batch)式混合型长膜、洗净设备的开发,同样对抑制液晶面板低製作成本具有决定性影响(图1),因此本文要探讨TFT-LCD製作技术的革新动向。

图1 大型TFT-LCD的技术革新项目一览

发展经纬

如图2的统计资料显示,LCD玻璃基板大型化反而造成投资效率急速降低,如何改善投资效率降低同时提高液晶电视的成本竞争力,成为液晶面板厂商永续经营的关键性要素之一。

以往LCD厂商坚信生產设备的世代进化,由於基板面积平均扩大1.8倍,巨额投资製作成本相对降低,加上需求扩大带动的良性循环获得充分发挥,可以使投资在短期内快速回收。

然而实际上起因於大尺寸液晶电视的需求,促成玻璃基板大型化的发展,到第6代设备之后反而呈现需求减缓的趋势,因为第6~8代各世代的玻璃基板,面积扩大率仍旧维持在1.3倍左右,以第9代设备为例,假设60吋面板6片取样的玻璃基板面积为2400Х2800mm,它与第8代比较时,面积扩大率却依旧维持在1.3倍水準。

由此可知生產设备的新世代化,实际上对投资效率与成本控制的助益非常有限,而且庞大投资进行世代更新,极易陷入资金筹措、调度、回收不易等窘境,相较之下生產技术的革新才是抑制製作成本,提高投资效率的根本方法。

根据SHARP表示材料与元件製作方式的改善,可以获得比第9代的设备投资效益高2倍以上,尤其彩色滤光膜片、偏光板/位相差板、背光模组、驱动IC等,高居总製作成本80%的4大关键性元件,都是今后材料製作方式革新的主要对象。

集成电路分析与设计课程实验(一)

集成电路分析与设计 课程实验1(2010-03-18) 熟悉Cadence设计软件中的Schematic Editing进行原理图编辑,并使用Spectre工具进行仿真验证。 要求及说明: 1. NMOS和PMOS晶体管的1级模型参数参考教材(拉扎维,P32)中表 2.1,相应的Spectre 模型为hquicmodel_v1.0.scs。 2. 假设VDD=3V,NMOS和PMOS器件的衬底端子(B,除非另有说明)分别接地和VDD (或最正的电压节点),(W/L)=50/2(即W=50u,L=2u)。 3. 采用直流扫描(DC Sweep,改变VX),画出IX和晶体管的跨导关于VX的函数曲线图。 4. 解释分析结果,比较仿真分析结果与你的手工计算结果。 5. 报告截止提交日期为2008年3月25日。 题目: (参考拉扎维的模拟CMOS集成电路设计P34-35) 2.5 对图2.42的每个电路,画出I X 和晶体管跨导(g m )关于V X 的函数曲线。V X 从0变化到V DD 。 +1.9V x V (b) 1V x V 2.42 图 2.6 对图2.43的每个电路,画出I X 和晶体管跨导(g m )关于V X 的函数曲线。V X 从0变化到V DD 。

I 原理图绘制篇 1.右键open Terminal 2.输入icfb&

3.回车启动Cadence 4.Tools – Library Manager…

5.File-Library新建项目 6.输入建立的项目的名称-OK

7.选择Don’t need a Techfile-OK 8. File-Cell View新建项目

场效应晶体管特性

场效应管(FET)是利用控制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,并以此命名。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。 工作原理场效应管工作原理用一句话说,就是“漏极-源极间流经沟道的漏极电流,用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制漏极电流ID”。更正确地说,漏极电流ID流经通路的宽度,即沟道截面积,它是由pn结反偏的变化,产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域,表示的过渡层的扩展因为不很大,根据漏极-源极间所加VDS的电场,源极区域的某些电子被漏极拉去,即从漏极向源极有电流漏极电流ID流动。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型,漏极电流ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡,并不是电流被切断。 在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动,在理想状态下几乎具有绝缘特性,通常电流也难流动。但是此时漏极-源极间的电场,实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近,由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象。其次,VGS向负的方向变化,让VGS=VGS(off),此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且VDS的电场大部分加到过渡层上,将电子拉向漂移方向的电场,只有靠近源极的很短部分,这更使电流不能流通。 分类场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOS管)两大类。 按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种;按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。 场效应管与双极性晶体管的比较,场效应管具有如下特点。 1. 场效应管是电压控制器件,栅极基本不取电流,它通过VGS(栅源电压)来控制ID(漏 极电流);而晶体管是电流控制器件,基极必须取一定的电流。因此,在信号源额定电流极小的情况,应选用场效应管。 2. 场效应管是多子导电,而晶体管的两种载流子均参与导电。由于少子的浓度对温度、 辐射等外界条件很敏感,因此,它的温度稳定性较好;对于环境变化较大的场合,采用场效应管比较合适。 3. 场效应管的源极和漏极在结构上是对称的,可以互换使用,耗尽型MOS 管的栅——源电压可正可负。因此,使用场效应管比晶体管灵活。 4 . 场效应管除了和晶体管一样可作为放大器件及可控开关外,还可作压控可变线性电阻使用 特点与双极型晶体管相比,(1)场效应管的控制输入端电流极小,因此它的输入电阻很大。 (2)场效应管的抗辐射能力强; (3)由于不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声,所以噪声低。

场效应管特性

根据三极管的原理开发出的新一代放大元件,有3个极性,栅极,漏极,源极,它的特点是栅极的内阻极高,采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧,属于电压控制型器件 -------------------------------------------------------------- 1.概念: 场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件. 特点: 具有输入电阻高(100000000~1000000000Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者. 作用: 场效应管可应用于放大.由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器. 场效应管可以用作电子开关. 场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换.常用于多级放大器的输入级作阻抗变换.场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以方便地用作恒流源. 2.场效应管的分类:

场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种. 按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类.见下图: 3.场效应管的主要参数: Idss —饱和漏源电流.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流. Up —夹断电压.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压. Ut —开启电压.是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压. gM —跨导.是表示栅源电压UGS —对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值.gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数. BVDS —漏源击穿电压.是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压.这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS. PDSM —最大耗散功率,也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率.使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量. IDSM —最大漏源电流.是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流.场效应管的工作电流不应超过IDSM Cds---漏-源电容 Cdu---漏-衬底电容 Cgd---栅-源电容 Cgs---漏-源电容 Ciss---栅短路共源输入电容 Coss---栅短路共源输出电容 Crss---栅短路共源反向传输电容 D---占空比(占空系数,外电路参数) di/dt---电流上升率(外电路参数) dv/dt---电压上升率(外电路参数) ID---漏极电流(直流) IDM---漏极脉冲电流 ID(on)---通态漏极电流 IDQ---静态漏极电流(射频功率管)

薄膜晶体管

薄膜晶体管的定义: Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管),是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度高亮度高对比度显示屏幕信息。TFT属于有源矩阵液晶显示器。 补充:TFT(ThinFilmTransistor)是指薄膜晶体管,意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动,从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息,是目前最好的LCD彩色显示设备之一,其效果接近CRT显示器,是现在笔记本电脑和台式机上的主流显示设备。TFT的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制,是有源像素点。因此,不但速度可以极大提高,而且对比度和亮度也大大提高了,同时分辨率也达到了很高水平。 TFT ( Thin film Transistor,薄膜晶体管)屏幕,它也是目前中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕,分65536 色及26 万色,1600万色三种,其显示效果非常出色。 平板显示器种类: 经过二十多年的研究、竞争、发展,平板显示器已进入角色,成为新世纪显示器的主流产品,目前竞争最激烈的平板显示器有四个品种: 1、场致发射平板显示器(FED); 2、等离子体平板显示器(PDP); 3、有机薄膜电致发光器(OEL); 4、薄膜晶体管液晶平板显示器(TFT-LCD)。 场发射平板显示器原理类似于CRT,CRT只有一支到三支电子枪,最多六支,而场发射显示器是采用电子枪阵列(电子发射微尖阵列,如金刚石膜尖锥),分辨率为VGA(640×480×3)的显示器需要92.16万个性能均匀一致的电子发射微尖,材料工艺都需要突破。目前美国和法国有小批量的小尺寸的显示屏生产,用于国防军工,离工业化、商业化还很远。 等离子体发光显示是通过微小的真空放电腔内的等离子放电激发腔内的发光材 料形成的,发光效应低和功耗大是它的缺点(仅1.2lm/W,而灯用发光效率达80lm/ W以上,6瓦/每平方英寸显示面积),但在102~152cm对角线的大屏幕显示领域有很强的竞争优势。业内专家分析认为,CRT、LCD和数字微镜(DMD)3种投影显示器可以与PDP竞争,从目前大屏幕电视机市场来看,CRT投影电视价格比PDP便宜,是PDP最有力的竞争对手,但亮度和清晰度不如PDP,LCD和DMD投影的象素和价格目前还缺乏竞争优势。尽管彩色PDP在像质、显示面积和容量等方面有了明显提高,但其发光效率、发光亮度、对比度还达不到直观式彩色电视机的要求,最重要的是其价格还不能被广大家用消费者所接受,这在一定程度上制约了彩色PDP 市场拓展。目前主要在公众媒体展示场合应用开始普遍起来。 半导体发光二极管(LED)的显示方案由于GaN蓝色发光二极管的研制成功,从而一举获得了超大屏幕视频显示器市场的绝对控制权,但是这种显示器只适合做户外大型显示,在中小屏幕的视频显示器也没有它的市场。 显示器产业的专家一直期望有机薄膜电致发光材料能提供真正的象纸一样薄的 显示器。有机薄膜电致发光真正的又轻又薄,低功耗广视角,高响应速度(亚微妙)

薄膜晶体管液晶显示器TFT

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)具有重量轻、平板化、低功耗、无辐射、显示品质优良等特点,其应用领域正在逐步扩大,已经从音像制品、笔记本电脑等显示器发展到台式计算机、工程工作站(EWS)用监视器。对液晶显示器要求也正在向高分辨率、高彩色化发展。 由于CRT显示器和液晶屏具有不同显示特性,两者显示信号参数也不同,因此在计算机(或MCU)和液晶屏之间设计液晶显示器驱动电路是必需,其主要功能是通过调制输出到LCD电极上电位信号、峰值、频率等参数来建立交流驱动电场。 本文实现了将VGA接口信号转换到模拟液晶屏上显示驱动电路,采用ADI 公司高性能DSP芯片ADSP-21160来实现驱动电路主要功能。 硬件电路设计 AD9883A是高性能三通道视频ADC可以同时实现对RGB三色信号实时采样。系统采用32位浮点芯片ADSP-21160来处理数据,能实时完成伽玛校正、时基校正、图像优化等处理,且满足了系统各项性能需求。ADSP-21160有6个独立高速8位并行链路口,分别连接ADSP-21160前端模数转换芯片AD9883A和后端数模转换芯片ADV7125。ADSP-21160具有超级哈佛结构,支持单指令多操作数(SIMD)模式,采用高效汇编语言编程能实现对视频信号实时处理,不会因为处理数据时间长而出现延迟。 系统硬件原理框图如图1所示。系统采用不同链路口完成输入和输出,可以避免采用总线可能产生通道冲突。模拟视频信号由AD9883A完成模数转换。AD9883A是个三通道ADC,因此系统可以完成单色视频信号处理,也可以完成彩色视频信号处理。采样所得视频数字信号经链路口输入到ADSP-21160,完成处理后由不同链路口输出到ADV7125,完成数模转换。ADV7125是三通道DAC,同样也可以用于处理彩色信号。输出视频信号到灰度电压产生电路,得到驱动液晶屏所需要驱动电压。ADSP-21160还有通用可编程I/O标志脚,可用于接受外部控制信号,给系统及其模块发送控制信息,以使整个系统稳定有序地工作。例如,ADSP-21160为灰度电压产生电路和液晶屏提供必要控制信号。另外,系统还设置了一些LED灯,用于直观指示系统硬件及DSP内部程序各模块工作状态。 图1 系统硬件原理框图 本设计采用从闪存引导方式加载DSP程序文件,闪存具有很高性价比,体积小,功耗低。由于本系统中闪存既要存储DSP程序,又要保存对应于不同伽玛值查找表数据以及部分预设显示数据,故选择ST公司容量较大M29W641DL,既能保存程序代码,又能保存必要数据信息。 图2为DSP与闪存接口电路。因为采用8位闪存引导方式,所以ADSP-21160地址线应使用A20~A0,数据线为D39~32,读、写和片选信号分别接到闪存相应引脚上。

VDMOS功率晶体管版图设计

VDMOS功率晶体管的版图设计 系 专业姓名 班级学号 指导教师职称 指导教师职称 设计时间2012.9.15-2013.1.4

摘要 VDMOS 是微电子技术和电力电子技术融和起来的新一代功率半导体器件。因具有开关速度快、输入阻抗高、负温度系数、低驱动功率、制造工艺简单等一系列优点,在电力电子领域得到了广泛的应用。目前,国际上已形成规模化生产,而我国在VDMOS 设计领域则处于起步阶段。 本文首先阐述了VDMOS 器件的基本结构和工作原理,描述和分析了器件设计中各种电性能参数和结构参数之间的关系。通过理论上的经典公式来确定VDMOS 的外延参数、单胞尺寸和单胞数量、终端等纵向和横向结构参数的理想值。根据结构参数,利用L-edit版图绘制软件分别完成了能够用于实际生产的60V、100V、500V VDMOS 器件的版图设计。在此基础之上确定了器件的制作工艺流程,并对工艺流水中出现的问题进行了分析。最后,总结全文,提出下一步研究工作的方向。 关键词:,功率半导体器件,版图设计,原胞,击穿电压

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第1章绪论 电力电子系统是空间电子系统和核电子系统的心脏,功率电子技术是所有电力电子系统的基础。VDMOSFET 是功率电子系统的重要元器件,它为电子设备提供所需形式的电源以及为电机设备提供驱动。几乎大部分电子设备和电机设备都需用到功率VDMOS 器件。VDMOS 器件具有不能被横向导电器件所替代的优良性能,包括高耐压、低导通电阻、大功率和可靠性等。 半导体功率器件是电力电子系统进行能量控制和转换的基本电子元器件,也称为电力电子开关器件。它是用来进行高效电能形态变换、功率控制与处理,以及实现能量调节的新技术核心器件。电力电子技术的不断发展为半导体功率器件开拓了广泛的应用领域,而半导体功率器件的可控制特性决定了电力电子系统的效率、体积和重量。实践证明,半导体功率器件的发展是电力电子系统技术更新的关键。通常,半导体功率器件是一种三端子器件,通过施加于控制端子上的控制信号,控制另两个端子处于电压阻断(器件截至)或电流导通(器件导通)状态。20 世纪50 年代初,世界上第一只可控性半导体器件双极结型晶体管(BJT)诞生,从那时起,BJT 开始广泛应用于各类电子系统中,并促使人类真正进入大功率电能转换的时代。 实际上大容量电功率概念与半导体器件技术相结合的研究开发从50 年代就已经开始。1958 年世界上第一只晶闸管(早期称为可控硅整流管,300V/25A)研制成功,使半导体技术在工业领域的应用发生了革命性的变化,有力的推动了大功率(高电压、大电流)电子器件多样化应用的进程。在随后的二十多年里,功率半导体器件在技术性能和应用类型方面又有了突飞猛进的发展,先后分化并制造出功率逆导晶闸管、三端双向晶闸管和可关断晶闸管等。在此基础上为增强功率器件的可控性,还研制出双极型大功率晶体管,开关速度更高的单极MOS 场效应晶体管和复合型高速、低功耗绝缘栅双极晶体管,从此功率半导体器件跨入了全控开关器件的新时代。进入90 年代,单个器件的容量明显增大,控制功能更加灵活,价格显著降低,派生的新型器件不断涌现,功率全控开关器件模块化和智能化集成电路已经形成,产品性能和技术参数正不断改进和完善。电力电子技术的不断发展及广泛应用将反过来又促进现代功率半导体器件制造技术的成熟与发展。 20 世纪70 年代末,随着MOS 集成电路的发展,诞生了MOS 型半导体功率功率VDMOS 器件结构与优化设计研究器件。MOSFET 不仅是微电子学的重要器件,有

薄膜晶体管-调研报告

“薄膜晶体管的制备及电学参数”调研报告 (青岛大学物理科学学院,应用物理系) 摘要:20世纪平板显示技术的出现,把人类带入了信息社会,人类社会从此发生了质的飞跃。而平板显示的核心元件就是薄膜晶体管TFT(nlin Film Transistor),一种在掺杂硅片或玻璃基底上通过薄膜工艺制作的场效应晶体管器件。将半导体氧化物作为有源层来制作TFT用于平板显示中,不仅能获得较高迁移率,器件性能优越,而且制造工艺简单、低温下可以获得,显示出了巨大的应用前景。本文综述了薄膜材料的制备方法,薄膜晶体管的发展历程与应用以及其结构、工作原理和测试表征方法。 关键词:薄膜材料,薄膜晶体管,制备,表征方法 Abstract:In the 20th century,the emergence of the flat panel display technology has brought human beings into the information society.Since then the human society happened a qualitative leap.The core component of flat panel display is the thin film transistor(TFT),it is a field effect transistor device produced by thin film technology on the doped-silicon or glass.If we use the semiconductor oxide as the active layer,not only we can get a higher mobility,bu also the device performance call be enhanced.And the manufacturing process is simple,low temperatures also can be obtained,which shows a great prospect.The preparation method of thin film materials is reviewed in this paper, the development and application of thin film transistor and its structure, working principle and test method are characterized, Keywords: Thin film materials, thin film transistor, manufacture, characterization methods 前言 薄膜材料是指厚度介于单原子分子到几毫米间的薄金属或有机物层。当固体或液体的一维线性尺度远远小于它的其他二维尺度时,我们称这样的固体或液体为膜。薄膜材料具有良好的韧性、防潮性和热封性能,应用非常广泛。例如:双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、低密度聚乙烯薄膜(LDPE)、聚酯薄膜(PET)、镀铝薄膜、半导体氧化物薄膜等等。近几年来,以氧化锌、氧化铟、氧化锡等半导体氧化物及其合金为有源层的透明薄膜晶体管备受关注,并已取得了突破性进展。这些氧化物是优异的光电材料,具有高光学透过率、生长温度低、击穿电压高、电子迁移率高等优点,从而可以获得更好、成本更低的薄膜晶体管,并且也为新型薄膜晶体管的发展带来了契机。氧化物薄膜晶体管作为极具发展潜力的新型薄膜晶体管,具备了许多传统TFT无法比拟的优点,但是也存在诸多问题有待进一步解决。例如,如何解决外界环境对器件性能的影响,优化工艺从而降低成本,如何制作出性能优越、具有实用价值的器件等,这些都是现在研究面临的问题。本文的主要调研对象,包括氧化锌以及有机薄膜作为有源层的薄膜晶体管。 薄膜晶体管的发展历程 1925年,Julius Edger Lilienfeld首次提出结型场效应晶体管(Field

--薄膜晶体管液晶显示器技术简介

薄膜晶体管液晶显示器技术简介 15英吋的TFT-LCD 薄膜晶体管液晶显示器英文名是Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD 是英文字头的缩写。薄膜晶体管液晶显示器技术是一种微电子技术与液晶显示器技术巧妙结合的技术。把单晶上进行微电子精细加工的技术,移植到在大面积玻璃上进行薄膜晶体管(TFT)阵列的加工,再将该阵列基板与另一片带彩色滤色膜的基板,利用与业已成熟的液晶显示器(LCD)技术,形成一个液晶盒,再经过后工序如偏光片贴覆等过程,最后形成液晶显示器件。 TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器, Thin film transistor liquid crystal display)是多数液晶显示器的一种,它使用薄膜晶体管技术改善影象品质。虽然TFT-LCD被统称为LCD,不过它是种主动式矩阵LCD。它被应用在电视、平面显示器及投影机上。 简单说,TFT-LCD皮肤可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层的玻璃基板是与彩色滤光片(Color Filter)、而下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。当电流通过晶体管产生电场变化,造成液晶分子偏转,藉以改变光线的偏极性,再利用偏光片决定像素(Pixel)的明暗状态。此外,上层玻璃因与彩色滤光片贴合,形成每个像素(Pi xel)各包含红蓝绿三颜色,这些发出红蓝绿色彩的像素便构成了皮肤上的图像画面。 TFT-LCD结构。薄膜晶体管液晶显示器由显示屏、背光源及驱动电路三大核心部件组成。TFT-LCD显示屏,包括阵列玻璃基板、彩色滤光膜以及液晶材料。 阵列玻璃基板制备工艺是:用三个光刻掩膜板,首先在玻璃基板上连续淀积ITO膜(厚20~50n m)和Cr膜(厚50~100nm),并光刻图形,然后连续淀积绝缘栅膜SiN:(厚约400n m),再本征a-Si(厚50~100n m)和n+a-Si层,并光刻图形(干法)淀积Al 膜,光刻漏源电极,最后以漏源电极作掩膜,自对准刻蚀象素电极上的Cr膜和TFT源漏之

晶体管设计

晶体管设计 大功率晶体管是功率驱动电路的核心元件。大功率晶体管通常工作在极限参数状态下,其主要参数是击穿电压和电流容量。分析了大功率晶体管的工作原理和设计原则,并针对一个具体的大功率晶体管的参数要求,设计了晶体管的纵向和横向结构尺寸,并确定了材料参数和工艺参数。 大功率品体管以其电压高,电流大,功率大的独特优势随着社会的进步得到了不断的拓展。在五十年代,锗合金工艺相对硅成熟,因此锗管成为大功率品体管的先声,在大功率晶体管中占据着主流地位。硅大功率晶体管在1956年问世。从此品种繁多的各种硅功率管大量应用到通讯和雷达设备、发射电路中的功率放大器、倍频器和振荡器等。由于硅材料容易获得且能工作在较高温度具有小的反向电流和高的耐压特性等优点,因而在后期硅的发展速度远远超过锗管。 功率开关管作为各种类型开关电源的主功率开关器件,随着开关电源的日益发展,其应用范围更加广泛。目前,硅大功率晶体管已广泛地应用于: (1)电源开关、反相器、电机速度控制: (2)汽车的点火电路,制动电路; (3)用于广播、电视的高频放大和电子计算机,通信设备的电源装置和各类开关电源等方面。 (4)军事工业和航空航天工业大功率设备。 大功率晶体管以其电压高、电流大、功率大的独特优势在自动化控制系统、

计算机电源系统、交通电气设备、不停电电源装置及各类开关电源、各种变流系统、军事工业及航空航夭工业部门的大功率设备中占有非常重要的地位。即使在集成电路技术和新型电力电子器件迅速发展的今天,普通型大功率晶体管在半导体产业这个大家族中仍占有一席之地,特别是在集成电路所不能胜任的领域(诸如低噪声,高耐压,大电流,大功率和微波性能等方面)发挥愈来愈大的作用。因此,进一步研究、设计、制造大功率晶体管具有重要意义。 大功率晶体管区别于小功率晶体管的最大工作特点就是在大的耗散功率或输出功率条件下工作(即在大电流或高电压)。因此,大功率品体管除了在大电流一下保证足够的放大能力和承受较高的集电极电压外,还必须有良好的散热能力。 2. 1大功率晶体管的大电流效应 从晶体管原理可知,当晶体管在大电流或则高压下工作时,会发生一些不同于小电流工作的效应和现象:基区电导调制效应,基区增宽效应,基极电阻自偏压效应和发射极电流集中现象等。 基区电导调制效应:从晶体管的工作机理可知,晶体管的工作电流越大,则注入到基区的少数载流子就越多。为了保持基区电中性的要求,在基区内需要引入同等数量的多数载流子。这样一来,就会使基区内导电的载流子浓度增加,增大了基区的电导率,也就是说,基区的电导率受到了工作电流的调制。山于基区电导率的增加,将使少子在基区内被复合的几率增加,导致电流放大系数下降。 基区增宽效应:在大的电流密度时,晶体管集电结空间电荷区域内的运动载流一子浓度将大大增加。当集电极电流密度达到或超过某一定值时,由于运动载流子浓度的急剧增加,致使集电结附近的空间电荷出现重新分布的现象一基区一边集电结的电荷密度将大大增加,而集电区一边的集电结空间电荷密度将下降。由

绝缘栅场效应晶体管工作原理及特性

绝缘栅场效应晶体管工作原理及特性 场效应管(MOSFET)是一种外形与普通晶体管相似,但控制特性不同的半导体器件。它的输入电阻可高达1015W,而且制造工艺简单,适用于制造大规模及超大规模集成电路。场效应管也称为MOS管,按其结构不同,分为结型场效应晶体管和绝缘栅场效应晶体管两种类型。在本文只简单介绍后一种场效应晶体管。 绝缘栅场效应晶体管按其结构不同,分为N沟道和P沟道两种。每种又有增强型和耗尽型两类。下面简单介绍它们的工作原理。 1、增强型绝缘栅场效应管 2、图6-38是N沟道增强型绝缘栅场效应管示意图。 在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上,用光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区,并用金属铝引出两个电极,称为漏极D和源极S如图6-38(a)所示。然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层,在漏-源极间的绝缘层上再装一个铝电极,称为栅极G。另外在衬底上也引出一个电极B,这就构成了一个N沟道增强型MOS管。它的栅极与其他电极间是绝缘的。图6-38(b)所示是它的符号。其箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。 图6-38 N沟道增强型场效应管 场效应管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数场效应管在出厂前已联结好)。从图 6-39(a)可以看出,漏极D和源极S之间被P型存底隔开,则漏极D和源极S之间是两个背靠背的PN结。当栅-源电压UGS=0时,即使加上漏-源电压UDS,而且不论UDS的极性如何,总有一个PN结处于反偏状态,漏-源极间没有导电沟道,所以这时漏极电流ID≈0。 若在栅-源极间加上正向电压,即UGS>0,则栅极和衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场,这个电场能排斥空穴而吸引电子,因而使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥,剩下不能移动的受主离子(负离子),形成耗尽层,同时P衬底中的电子(少子)被吸引到衬底表面。当UGS数值较小,吸引电子的能力不强时,漏-源极之间仍无导电沟道出现,如图6-39(b)所示。UGS增加时,吸引到P衬底表面层的电子就增多,当UGS达到某一数值时,这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一个N型薄层,且与两个N+区相连通,在漏-源极间形成N型导电沟道,其导电类型与P衬底相反,故又称为反型层,如图6-39(c)所示。UGS越大,作用于半导体表面的电场就越强,吸引到P衬底

MOS管特性

MOS管开关 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。 下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。 1,MOS管种类和结构 MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。 至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。 对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小,且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。下面的介绍中,也多以NMOS为主。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。 在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。 2,MOS管导通特性 导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。 NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。 PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC 时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。 3,MOS开关管损失

薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)

薄膜晶体管液晶显示屏 (TFT-LCD) 摘要: 薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)是目前使用最为广泛的液晶显示器。本文从TFT的结构、原理、制造工艺、特性指标、研究进展与应用等方面介绍了TFT-LCD 的基本情况。 关键词:薄膜晶体管液晶TFT 结构原理工艺参数应用 TFT-LCD技术是微电子技术和LCD技术巧妙结合的高新技术。人们利用微电子精细加工技术和Si材料处理技术,来开发大面积玻璃板上生长Si材料和TFT平面阵列的工艺技术。再与日益成熟的LCD制作技术结合,以求不断提高品质,增强自动化大规模生产能力,提高合格率,降低成本,使其性能/价格比向CRT逼近。 一、TFT-LCD的结构与工作原理 薄膜晶体管(TFT)液晶显示器是在扭曲向列(TN)液晶显示器中引入薄膜晶体管开关而形成的有源矩阵显示,从而克服无源矩阵显示中交叉干扰、信息量少、写入速度慢等缺点,大大改善了显示品质,使它可以应用到计算机高分辨率全色显示等领域。 成品TFT-LCD主要部件是LCD显示模组(LCM),LCM是由Panel板和背光源(back light)组成。Panel板是整个液晶显示器的核心部分,它的制造工艺也是最复杂的。人们通常所说的亮点也就是在Panel板的制造过程中发生的。背光源的好坏能直接影响显示效果,它通常也是影响液晶显示器的寿命的关键所在。 1. Panel板的结构及工作原理 TFT-LCD Panel板的结构 在Panel板下层玻璃基板上建有TFT阵列,每个像素的ITO电极与TFT漏电极联结,栅极与

扫描总线连结,原源电源与信号总线连结。施加扫描信号电压时,原源电极导通使信号电压施加到存储电容器上并充电,在帧频内存储电容器的信号电压施加到液晶像素上,使之处于选通态。再一次寻址时,由信号电压大小来充电或放电。这样各像素之间被薄膜晶体管开关元件隔离,既防止了交叉干扰又保证了液晶响应速度满足于帧频速度,同时以存储信息大小来得到灰度级,目前灰度已可达到256级,可得到1670万种颜色,几乎可获得全色显示。从上世纪90年代形成产业以来,薄膜晶体管(TFT)液晶显示器的生产线已由第一代发展到了第六代,没换代一次基板玻璃的面积都大幅增加,而且产量不断提高、成本不断降低。如第七代薄膜晶体管(TFT)液晶显示器生产线的玻璃基板尺寸将达到1870*2200mm,目前可制成的液晶电视屏94cm(37inch),笔记本电脑屏幕的最大尺寸为38.1cm(15inch),监视器屏幕最大尺寸达63.5cm(25inch)。薄膜晶体管(TFT)液晶显示器的另一种发展趋势是薄型化、轻量化、低功耗化。基于新型材料的开发、制造工艺技术的革新、设备精度和自动化程度的提高及软件技术的进步,使得薄膜晶体管(TFT)液晶显示器产品的更新换代的速度非常快。 TFT断面图 2.背光源(Backlight)的结构及其原理 (1)Lamp 是自Inverter(反向交流器)接收高电压而发生可视光线的光源。主要使用CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp).还有HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp)。 (2)Lamp housing 反射自Lamp出光的光源, 入射到导光板上。使用黄铜、铝以及黄铜上附合Ag等材料的薄膜反射。 (3)Light guide Panel (导光板) 主要使用丙烯(PMMA)以Injection Molding或Casting的方法而制作的,导光入射的光源,并且具有均匀分布光源的作用。 (4)Reflector 主要是聚醚(PET)器材上为减少导光板入射的光源损失,具有反射功能。(5)Diffuser Down (扩散Sheet) 主要是聚醚(PET)器材上以丙烯类树脂形成球形的形状,均匀扩散自导光板出光的光源,同时起集光的作用。

半导体ZnO薄膜晶体管

半导体ZnO薄膜晶体管1 姚绮君,李德杰 清华大学电子工程系, (100084) E-mail:yqj01@https://www.doczj.com/doc/37183926.html, 摘 要:本文介绍了一种以射频溅射ZnO材料为有源层的薄膜晶体管。在器件有源层制作中通过气氛控制、添加栅网屏蔽等方法改善器件性能。最终晶体管的导通电流达到10-4A量级,整个制作过程处理温度控制在300℃以下,工艺简单且适用于大面积生产。经过初步的分析,可以认为以ZnO材料为有源层的薄膜晶体管,可以满足MIM或MISM型场发射显示阴极的驱动需要。 关键词:薄膜晶体管;氧化锌;射频磁控溅射;场发射显示 1. 引言 薄膜晶体管(thin film transistor, TFT)近些年来被广泛应用于液晶显示器,使液晶显示器成功达到了大屏幕清晰显示的效果,在商业上取得了巨大的成功。其它一些平面显示技术,如有机电致发光(OLED)[1]、场发射(FED)[2],和图象传感技术[3],也都在尝试与TFT技术相结合,并达到了较好的效果。但总的来说,目前所流行的基于硅材料的TFT,由于其自身材料性质的限制,存在着处理温度和材料迁移率之间的矛盾,要获得大的导通电流就需要比较高的温度。另外硅材料有比较大的光电流,用于显示器件时必须要制作遮光层,这也在一定程度上增加了其工艺的复杂性。 国外近期也报道了一些其他材料制作TFT的初步结果。其中以ZnO薄膜作为有源层的TFT[4][5][6][7],具有材料制作工艺成熟,透光好,受光辐射影响小,导通电流大的特点,但这些研究主要是面向有机电致发光或透明电路(Transparent Electronics)方向的应用。 本文将介绍一种使用射频溅射ZnO薄膜作为有源层的薄膜晶体管,制作工艺的设计主要面向本实验室制作的MIM或MISM型场发射显示阴极的驱动[8]。整个制作过程中处理温度控制在300℃以下,理论上适于大面积生产。最终器件导通电流在10-4A量级,开关比大于105。 2. 实验过程 ZnO TFT结构如图1,选用了TFT的倒置结构。其导电沟道长为10μm,长宽比为5。衬底采用制板玻璃,电极由直流溅射的Mo膜构成。绝缘层采用了直流反应溅射的Ta2O5。栅极和有源层图形均用光刻腐蚀方法制备,源极漏极图形用光刻抬离制备。ZnO薄膜用直径6.5cm的陶瓷靶射频溅射制备,真空系统本压强控制在1.3×10-3Pa左右,溅射气压2.0Pa,射频功率密度为3w/cm2。基片用卤钨灯加热,温度控制在250℃(热耦测得的是石墨加热台中的温度)。有源层膜厚用溅射时间控制,然后用台阶仪测量,一般控制在50nm。在溅射过程中尝试使用不锈钢栅网屏蔽基片,并且适量通入O2以减少ZnO薄膜中的氧缺位。在通入氧 1 本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金(20020003101)资助。 - - 1

晶体管水位控制电路设计概论

X X学院 课程设计报告书 系别:机电学院 专业:13电气 学生姓名:学号: 课程设计题目:晶体管水位控制电路设计起迄日期: 2016.5.16 - 2016.5.28 课程设计地点:PLC/电气控制实验室 指导教师: 下达任务书日期: 2016年 5月15日

[摘要] 在工农业生产过程中,经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛,比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有多种实现方法,如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本文设计了一种晶体管水位自动控制电路。当水位达到一定高度时,系统能够自动调整水位,使其落在规定的范围内;当水位低于规定范围时,就控制水泵工作抽水,使水塔内的水位上升,到达规定高度。从而达到不用人工专门去控制即可使水位保持在一定范围内的目的。 [关键词] 水塔自动控制晶体管

目录 1 引言 (1) 2设计要求 (1) 3总体设计方案 (1) 3.1设计思路 (1) 3.2结构图 (2) 3.3原理图 (2) 4设计组成及原理分析 (6) 4.1设计组成介绍 (6) 4.2工作原理分析 (6) 4.3工作过程 (7) 4.4元器件及其参数 (7) 5总结与体会 (7) 参考文献 (9) 致谢 (10)

1 引言 在日常生活和工业生产中,水位控制系统有着广泛的应用,如水塔、楼房水箱、锅炉等。水位控制系统的形式有很多种,浮子开关式,电节点式,压力式,电子式,微机式等。这些系统或多或少的存在着一些缺点:浮子开关式采用机械结构,维护起来不方便;微机式控制系统,虽然操作方便,但造价较贵……本位从实用型和经济型出发,设计了一种水位控制系统,该系统结构简单维护方便,可靠性高且价格优廉,而且在不同程度上克服了其他方法的一些缺点,很适合普通家用和农业工厂的应用。 2 设计要求 水塔水位的控制电路,具体要求如下: 图示为水位高低检测示意图,水位的高低检测有三个电极完成,水位的自动控制由晶体管实现,当水位低于h1时,有晶体管控制水位继电器,进而控制接触器使5.5kw的水泵电机(M)工作,同时运行指示灯亮;当水位高于h1,水泵继续向水塔供水,当水塔水位上升到最高水位h2时,水位控制继电器释放,水泵体制抽水;当水塔水位离开最高点时,水泵仍然处于停机状态,当水位降低到低水位以下时,水泵又重新开始工作,如此反复使水塔水位保持在最高水位与最低水位之间。 设计相应的控制电路完成上述过程的控制,同时利用热继电器实现电机的过载保护。 3设计方案及原理分析 3.1设计思路 根据本电路预设的功能,设计出完成相应功能的分电路。首先,用三个电极来作为整个电路的输入信号:采集多点水位,以高、低电平的形式存在,作为其他分电路的控制信号,控制其工作。

多晶硅薄膜晶体管特性研究

多晶硅薄膜晶体管特性研究 摘要 多晶硅薄膜晶体管(polysilicon thin film transiston)因其高迁移率、高速高集成化、p 型和n型导电模式、自对准结构以及耗电小、分辨率高等优点,近年来被广泛的应用于液晶显示器。随着器件尺寸减小至深亚微米,热载流子退化效应所致器件以及电路系统的可靠性是器件的长期失效问题。 本文主要研究热载流子效应。首先,研究热载流子退化与栅极应力电压,漏极应力电压及应力时间的依赖关系。其次,漏极轻掺杂(Light Doped Drain,LDD)结构是提高多晶硅薄膜晶体管抗热载流子特性的一种有效方法,研究了LDD结构多晶硅薄膜晶体管的结构参数对器件可靠性的影响。 关键词:多晶硅薄膜晶体管热载流子效应可靠性

Study on Characteristics of polysilicon thin film transistor Abstract Today, p-Si TFTs are used broadly in display devices because of its high field effect mobility,high integration and high speed,high definition display,n channel and p channel capability,low power consumption and self-aligned structures. With the device scaling down to deep-submicrometer, the reliability of the device circuit system induced by hot carrier effect is long-term failure. Hot carrier effects is studied. Firstly,we mainly study the dependence between hot carrier degradation and gate-stress voltage,drain-stress voltage and stress time.Secondly,the structure of Light Doped Drain is an effective means to resist hot carrier effect ,the influence of parameters of LDD structures on reliability of p-Si TFT was investigated. Keywords:p-Si TFT;hot carrier effect;reliability

功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识.

功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管,是一种单极型的电压控制器件,不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz,特别适于高频化电力电子装置,如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小,耐压低,一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种,按导电沟道可分为P沟道和N沟道,同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中,主要应用N沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同,但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件,导电沟道平行于芯片表面,横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构,提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同,又可分为2种:V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构,一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图,如图1(a)所示。电气符号,如图1(b)所示。 电力场效应晶体管有3个端子:漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正,源极接电源负时,栅极和源极之间电压为0,沟道不导电,管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS,并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT,则管子开通,在漏、源极间流过电流ID。UGS超过UT越大,导电能力越强,漏极电流越大。 二、电力场效应管的静态特性和主要参数

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