半导体的基本分类是什么(精)
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第二章半导体基本器件内容提要【了解】半导体的相关知识【熟悉】二极管(即PN结)的单向导电性及主要参数【了解】三极管的电流放大原理【熟悉】三极管输出特性曲线的三个工作区及条件和特点、主要参数【了解】MOS管的工作原理、相应的三个工作区以及与三极管的性能区别一.复习提要二.典型例题三.本章小结复习提要:*了解半导体基础相关知识:半导体(导电性能介于┉)、本征半导体(纯净,晶体)、共价键(共用电子对);热激发:自由电子-空穴对、载流子、复合、浓度(微量,温度影响) ;掺杂半导体:N型(五价磷)、P型半导体(三价硼)、多子、少子;PN结:扩散、离子、空间电荷区、内电场EIN、阻挡层、漂移、动态平衡。
(p38~p41)本征半导体掺杂半导体PN结一.PN结(二极管)的单向导电性:p41单向导电性1.PN结内部扩散和漂移的动态平衡(空间电荷区的调节作用);2.外加电压(外电场)打破原有的平衡(加正向偏压,削弱了内电场的作用,有利于扩散,形成较大的正向电流,导通;加反向偏压,增强了内电场的作用,有利于漂移,形成微弱的反向电流,截止);3.熟悉PN结的伏安特性(i~u):硅和锗的导通电压U ON分别为0.5V和0.1V、正向电压降U D分别为0.6~0.8V和0.1~0.3V,击穿电压U(RB)、二极管符号、主要参数(p43)及应用(数字:开关;模拟:整流、限幅;稳压管:正常工作在反向击穿状态,为了使稳压管不会因过流而损坏,应当在电路中加限流电阻(见图2.1.9)。
伏安特性稳压管电路*了解三极管电流放大原理:(1)发射结正偏,其正向电流主要是由发射区的多子向基区扩散所形成的电流I E(因为发射区重掺杂而基区掺杂浓度很低,故基区的多子向发射区扩散可以忽略);(2) 注入到基区的多子在基区的复合和继续扩散;(3) 复合所形成基极复合电流I BN(≈I B)很小,大部分扩散被集电结反向偏置电场吸引到集电区,形成较大的集电极收集电流I CN(≈I C)(因为基区薄、掺杂浓度低,集电结反偏)。
第1篇一、基础知识部分1. 请简述半导体材料的基本概念及其分类。
2. 解释什么是本征半导体、n型半导体和p型半导体,并说明它们之间的区别。
3. 什么是掺杂?为什么掺杂对于半导体的应用至关重要?4. 什么是载流子?请分别说明电子和空穴载流子的性质。
5. 什么是能带?简述价带、导带和禁带的概念。
6. 什么是能级?请解释能级与能带之间的关系。
7. 什么是施主和受主?它们在半导体中的作用是什么?8. 请解释半导体中的电导率是如何受到温度影响的。
9. 什么是霍尔效应?它在半导体中的应用有哪些?10. 什么是PN结?简述PN结的形成过程、特性和应用。
二、器件原理部分1. 请简述晶体管的工作原理,包括NPN和PNP晶体管。
2. 什么是场效应晶体管(FET)?请解释其工作原理和特性。
3. 什么是MOSFET?请说明其结构、工作原理和优缺点。
4. 什么是二极管?请解释二极管的基本特性和应用。
5. 什么是三极管?请说明三极管的基本特性和应用。
6. 什么是整流器?请列举几种常见的整流器类型及其工作原理。
7. 什么是稳压器?请说明稳压器的工作原理和应用。
8. 什么是放大器?请解释放大器的基本特性和应用。
9. 什么是滤波器?请列举几种常见的滤波器类型及其工作原理。
10. 什么是振荡器?请解释振荡器的基本特性和应用。
三、电路设计部分1. 请简述半导体电路设计的基本流程。
2. 什么是模拟电路和数字电路?请分别说明它们的特点。
3. 什么是电路仿真?请列举几种常见的电路仿真软件。
4. 什么是版图设计?请说明版图设计的基本流程和注意事项。
5. 什么是集成电路封装?请列举几种常见的集成电路封装类型。
6. 什么是测试与验证?请说明测试与验证在半导体电路设计中的重要性。
7. 什么是电路优化?请列举几种常见的电路优化方法。
8. 什么是电源设计?请说明电源设计的基本原则和注意事项。
9. 什么是信号完整性?请解释信号完整性对电路设计的影响。
10. 什么是电磁兼容性?请说明电磁兼容性在电路设计中的重要性。
半导体的基本分类是什么?
分析:半导体可以分为本征半导体和杂质半导体。
1.本征半导体
纯净晶体结构的半导体称为本征半导体。
常用的半导体材料是硅和锗,它们都是四价元素,在原子结构中最外层轨道上有四个价电子。
(如图1)
图1 硅和锗简化原子结构模型
共价键中的价电子由于热运动而获得一定的能量,其中少数能够摆脱共价键的束缚而成
为自由电子,同时必然在共价键中留下空位,称为空穴。
在外电场作用下,一方面自由电子产生定向移动,形成电子电流;另一方面,价电子也按一定方向依次填补空穴,即空穴产生了定向移动,形成所谓空穴电流。
2.杂质半导体
(1) N型半导体
在本征半导体中,掺入微量5价元素,如磷、锑、砷等,则原来晶格中的某些硅(锗)
原子被杂质原子代替。
由于5价杂质原子可提供自由电子,故称为施主杂质。
N型半导体中,自由电子称为多数载流子;空穴称为少数载流子。
(2) P型半导体
在本征半导体中,掺入微量3价元素,如硼、镓、铟等,则原来晶格中的某些硅(锗)
原子被杂质原子代替。
P型半导体中,自由电子称为少数载流子;空穴称为多数载流子。
P型半导体与N型半导体虽然各自都有一种多数载流子,但对外仍呈现电中性,它们的
导电特性主要由掺杂浓度决定。
这两种掺杂半导体是构成各种半导体器件的基础。
实训项目4 半导体元件的的检测训练一、实训概要本章主要介绍半导体元件的基本知识,要求读者掌握各种半导体元件的作用、命名方法、结构特点、主要参数及检测方法等内容。
特别是要能正确识别各类二极管、三极管及可控硅,并熟悉这些元件的检测及代换要领。
二、实训目的1、认识各种不同类别的半导体器件的命名规则及查询方法。
2、了解各种不同半导体的基本用途3、掌握各类半导体器件的检测方法4、掌握使用、更换半导体的基本方法。
三、实训原理1、半导体元件概述1)半导体元件的分类半导体元件是以半导体材料为基体构成的,半导体元件的种类很多,按电极数目及元件特点来分,可分为二极管、三极管、可控硅、场效应管、集成电路等类型。
按所用的半导体材料来分,可分为硅半导体元件、锗半导体元件及其他半导体元件。
2)半导体元件的命名(1)国产半导体元件的命名方法国产半导体元件的型号共由五部分组成,见教材表所示。
例如,2CW15这个元件是一个稳压二极管。
3DD15D这个元件是一个低频大功率三极管。
(2)日本半导体元件的命名方法日本半导体元件的命名方法与我国不同,它虽然也由五部分组成,但各部分含义已发生了变化。
详细情况见教材表所示。
例如,1S1555这个元件是一个普通二极管。
再如,2SA733这个元件是一个PNP型高频三极管。
(3)美国半导体元件的命名方法美国半导体元件也由五部分组成,各部分的含义见教材表所示。
例如,1N4007这个元件,“1”表示二极管,“N”代表EIA注册标志;“4007”表示EIA登记号。
再如2N3055这个元件,“2”表示三极管;“N”表示EIA注册标志;“3055”表示EIA登记号。
(4)欧洲半导体元件的命名方法欧洲半导体元件一般由四部分组成,各部分含义见教材表所示。
例如BU508A这个元件,“B”表示硅材料;“U”表示大功率开关管;“508”表示通用半导体器件登记号,“A”表示分档。
2、二极管二极管实际上就是一个PN结,它的基本特性是单向导电性。
半导体ip的分类-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:引言中的概述部分将简要介绍半导体IP的分类。
半导体IP是指一类可用于集成电路设计的可复用模块,它们具有特定的功能和性能,可以在不同的芯片设计中被重复使用。
半导体IP的分类是根据其功能、性能和用途等方面进行的。
在本文中,我们将讨论三类常见的半导体IP。
第一类半导体IP包括基本的数字逻辑门电路,如与门、或门和非门等,它们是构建其他更复杂电路的基本组件。
第二类半导体IP是指数据存储和处理单元,例如寄存器、存储器和算术逻辑单元(ALU)等,它们用于数据的存储和运算。
第三类半导体IP是指通信和接口模块,包括串行通信接口、以太网接口和USB接口等,它们用于设备之间的数据传输和通信。
本文将详细介绍每一类半导体IP的特点、功能和应用场景。
同时,我们还将对每一类半导体IP进行总结和分析,以便读者全面了解这些关键技术,并应用于实际的集成电路设计中。
该概述部分提供了读者对半导体IP分类的整体理解,为接下来的内容铺垫,并引导读者对不同类型的半导体IP产生兴趣。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:本文主要分为三个部分来探讨半导体IP的分类。
在引言部分,我们将首先概述半导体IP的意义和重要性,以及在当今科技领域的广泛应用。
接下来,我们将介绍文章的结构和各个部分的目的,以便读者能够清楚地了解整篇文章的构成和内容安排。
在正文部分,我们将详细介绍半导体IP的分类。
首先,我们将探讨第一类半导体IP,包括其定义、特点和应用领域。
我们将分析各种不同类型的第一类半导体IP,并重点讨论它们的功能和优势。
接着,我们将介绍第二类半导体IP,同样包括定义、特点和广泛应用的领域。
我们将详细讨论第二类半导体IP的各种类型,并对其功能和优势进行分析。
最后,我们将介绍第三类半导体IP,同样包括定义、特点和应用领域。
我们将分析第三类半导体IP的各种类型,并探讨其功能和优势。
半導體的基本特性自然界的物質依照導電程度的難易,可大略分為三大類:導體、半導體和絕緣體顧名思義,半導體的導電性介於容易導電的金屬導體和不易導電的絕緣體之間。
半導體的種類很多,有屬於單一元素的半導體如矽(Si)和鍺(Ge),也有由兩種以上元素結合而成的化合物半導體如砷化鎵(GaAs)和砷磷化鎵銦(Ga x In1-x As y P1-y)等。
在室溫條件下,熱能可將半導體物質內一小部分的原子與原子間的價鍵打斷,而釋放出自由電子並同時產生一電洞。
因為電子和電洞是可以自由活動的電荷載子,前者帶負電,後者帶正電,因此半導體具有一定程度的導電性。
電子在半導體內的能階狀況,可用量子力學的方法加以分析(見圖一)。
在高能量的導電帶內(E c以上),電子可以自由活動,自由電子的能階就是位於這一導電帶內。
最低能區(E v以下)稱為「價帶」,被價鍵束縛而無法自由活動的價電子能階,就是位於這一價帶內。
導電帶和價帶之間是一沒有能階存在的「禁止能帶」(或稱能隙,E g),在沒有雜質介入的情況下,電子是不能存在能隙裡的。
在絕對溫度的零度時,一切熱能活動完全停止,原子間的價鍵完整無損,所有電子都被價鍵牢牢綁住無法自由活動,這時所有電子的能量都位於最低能區的價帶,價帶完全被價電子占滿,而導電帶則完全空著。
價電子欲脫離價鍵的束縛而成為自由電子,必須克服能隙E g,提升自己的能階進入導電帶。
熱能是提供這一能量的自然能源之一。
以矽半導體為例,能隙E g為1.1電子伏特,在室溫(300 K)下,熱能打斷價鍵而產生電子和電洞的速率,與電子和電洞的再結合速率達到平衡時,電子的密度約為1.5×1010cm-3。
因為矽的原子密度約為5×1022cm-3,可知因室溫熱能而被打斷的價鍵數,在比例上是微乎其微的。
在電子被釋放出來的同時,必然留下一帶正電荷的電洞在價帶上(見圖一(a))。
溫度越高,被熱能釋放出來的電子和電洞的數量也越多。
常见的半导体材料
硅是目前应用最为广泛的半导体材料之一。
它具有丰富的资源、良好的热稳定性和化学稳定性,因此被广泛用于集成电路、太阳能电池等领域。
硅材料的制备工艺成熟,生产成本相对较低,因此在电子行业中占据着重要地位。
锗是另一种重要的半导体材料,它的电子迁移率比硅更高,因此在一些高频电子器件中得到广泛应用。
与硅相比,锗的价格较高,但在特定的应用领域具有独特的优势。
砷化镓是一种III-V族半导体材料,具有较大的能隙和较高的电子迁移率,因此在光电子器件中得到广泛应用,如激光器、光电探测器等。
砷化镓材料的制备工艺较为复杂,但其在光电子领域的应用前景广阔。
砷化铟是另一种III-V族半导体材料,具有较大的能隙和较高的电子迁移率,因此在高频和光电子器件中得到广泛应用。
砷化铟材料的制备工艺相对复杂,但其在通信和光电子领域具有重要的地位。
除了上述常见的半导体材料外,还有许多其他材料在半导体器件中得到应用,如氮化镓、碳化硅等。
随着半导体技术的不断发展,新型半导体材料的研究和应用也在不断涌现,为电子和光电子领域的发展带来新的机遇和挑战。
总的来说,半导体材料在现代电子和光电子领域中起着至关重要的作用,不同的半导体材料具有不同的特性和应用领域,它们共同推动着半导体器件技术的不断进步和创新。
随着科学技术的不断发展,我们相信半导体材料必将迎来更加美好的未来。
电子元器件知识大全,一文了解所有基本元器件!作为一名专业的电子元器件采购和销售,元器件有些基本知识是必须要懂的,这篇文章为大家整理了常见的电子元器件的知识,一文就可以了解所有哦!一、电阻器※电阻:导电体对电流的阻碍作用称为电阻,用符号R表示,单位为欧姆、千欧、兆欧,分别用Ω、KΩ、MΩ表示。
※电阻的型号命名方法:国产电阻器的型号由四部分组成(不适用敏感电阻)①主称②材料③分类④序号※电阻器的分类:①线绕电阻器②薄膜电阻器:碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器③实心电阻器④敏感电阻器:压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。
※电阻器阻值标示方法:1、直标法:用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值,其允许误差直接用百分数表示,若电阻上未注偏差,则均为±20%。
2、文字符号法:用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值,其允许偏差也用文字符号表示。
符号前面的数字表示整数阻值,后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。
表示允许误差的文字符号文字符号:DFGJKM,允许偏差分别为:±0.5%、±1%、±2%、±5%、±10%、±20%。
3、数码法:在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。
数码从左到右,第一、二位为有效值,第三位为指数,即零的个数,单位为欧。
偏差通常采用文字符号表示。
4、色标法:用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。
国外电阻大部分采用色标法。
黑-0、棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6、紫-7、灰-8、白-9、金-±5%、银-±10%、无色-±20%当电阻为四环时,最后一环必为金色或银色,前两位为有效数字,第三位为乘方数,第四位为偏差。
当电阻为五环时,最後一环与前面四环距离较大。
半导体的基本分类是什么?
分析:半导体可以分为本征半导体和杂质半导体。
1.本征半导体
纯净晶体结构的半导体称为本征半导体。
常用的半导体材料是硅和锗,它们都是四价元
图1
共价键中的价电子由于热运动而获得一定的能量,其中少数能够摆脱共价键的束缚而成为自由电子,同时必然在共价键中留下空位,称为空穴。
在外电场作用下,一方面自由电子产生定向移动,形成电子电流;另一方面,价电子也按一定方向依次填补空穴,即空穴产生了定向移动,形成所谓空穴电流。
2.杂质半导体
(1) N型半导体
在本征半导体中,掺入微量5价元素,如磷、锑、砷等,则原来晶格中的某些硅(锗)原子被杂质原子代替。
由于5价杂质原子可提供自由电子,故称为施主杂质。
N型半导体中,自由电子称为多数载流子;空穴称为少数载流子。
(2) P型半导体
在本征半导体中,掺入微量3价元素,如硼、镓、铟等,则原来晶格中的某些硅(锗)原子被杂质原子代替。
P型半导体中,自由电子称为少数载流子;空穴称为多数载流子。
P型半导体与N型半导体虽然各自都有一种多数载流子,但对外仍呈现电中性,它们的导电特性主要由掺杂浓度决定。
这两种掺杂半导体是构成各种半导体器件的基础。