常用半导体器件及应用
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. 第1章 常用半导体器件
一、判断题(正确打“√”,错误打“×”,每题1分)
1.在N型半导体中,如果掺入足够量的三价元素,可将其改型成为P型半导体。( )
2.在N型半导体中,由于多数载流子是自由电子,所以N型半导体带负电。( )
3.本征半导体就是纯净的晶体结构的半导体。( )
4.PN结在无光照、无外加电压时,结电流为零。( )
5.使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏,且集电结也是正偏。( )
6.晶体三极管的β值,在任何电路中都是越大越好。( )
7.模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。( )
8.稳压二极管正常工作时,应为正向导体状态。( )
9.发光二极管不论外加正向电压或反向电压均可发光。( )
10.光电二极管外加合适的正向电压时,可以正常发光。( )
一、判断题答案:(每题1分)
1.√ ;
2.× ;
3.√;
4.√ ;
5.× ;
6.× ;
7.√ ;
8.×;
9.×;
10.×。
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. 二、填空题(每题1分)
1.N型半导体中的多数载流子是电子,P型半导体中的多数载流子是 。
2.由于浓度不同而产生的电荷运动称为 。
3.晶体二极管的核心部件是一个 ,它具有单向导电性。
4.二极管的单向导电性表现为:外加正向电压时 ,外加反向电压时截止。
1 第1章 常用半导体器件
一、判断题(正确打“√”,错误打“×”,每题1分)
1.在N型半导体中,如果掺入足够量的三价元素,可将其改型成为P型半导体。( )
2.在N型半导体中,由于多数载流子是自由电子,所以N型半导体带负电。( )
3.本征半导体就是纯净的晶体结构的半导体。( )
4.PN结在无光照、无外加电压时,结电流为零。( )
5.使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏,且集电结也是正偏。( )
6.晶体三极管的β值,在任何电路中都是越大越好。( )
7.模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。( )
8.稳压二极管正常工作时,应为正向导体状态。( )
9.发光二极管不论外加正向电压或反向电压均可发光。( )
10.光电二极管外加合适的正向电压时,可以正常发光。( )
一、判断题答案:(每题1分)
1.√ ;
2.× ;
3.√;
4.√ ;
5.× ;
6.× ;
7.√ ;
8.×;
9.×;
10.×。
二、填空题(每题1分)
1.N型半导体中的多数载流子是电子,P型半导体中的多数载流子是 。
2.由于浓度不同而产生的电荷运动称为 。
3.晶体二极管的核心部件是一个 ,它具有单向导电性。
4.二极管的单向导电性表现为:外加正向电压时 ,外加反向电压时截止。
5.三极管具有放大作用的外部条件是发射结正向偏置,集电结 偏置。
6.场效应管与晶体三极管各电极的对应关系是:场效应管的栅极G对应晶体三极管的基 2 极b,源极S对应晶体三极管
半导体基础知识和半导体器件工艺
第一章 半导体基础知识
通常物质根据其导电性能不同可分成三类。第一类为导体,它可以很好的传导电流,如:金属类,铜、银、铝、金等;电解液类:NaCl水溶液,血液,普通水等以及其它一些物体。第二类为绝缘体,电流不能通过,如橡胶、玻璃、陶瓷、木板等。第三类为半导体,其导电能力介于导体和绝缘体之间,如四族元素Ge锗、Si硅等,三、五族元素的化合物GaAs砷化镓等,二、六族元素的化合物氧化物、硫化物等。
物体的导电能力可以用电阻率来表示。电阻率定义为长1厘米、截面积为1平方厘米的物质的电阻值,单位为奥姆*厘米。电阻率越小说明该物质的导电性能越好。通常导体的电阻率在10-4奥姆*厘米以下,绝缘体的电阻率在109奥姆*厘米以上。
半导体的性质既不象一般的导体,也不同于普通的绝缘体,同时也不仅仅由于它的导电能力介于导体和绝缘体之间,而是由于半导体具有以下的特殊性质:
(1) 温度的变化能显著的改变半导体的导电能力。当温度升高时,电阻率会降低。比如Si在200℃时电阻率比室温时的电阻率低几千倍。可以利用半导体的这个特性制成自动控制用的热敏组件(如热敏电阻等),但是由于半导体的这一特性,容易引起热不稳定性,在制作半导体器件时需要考虑器件自身产生的热量,需要考虑器件使用环境的温度等,考虑如何散热,否则将导致器件失效、报废。
(2) 半导体在受到外界光照的作用是导电能力大大提高。如硫化镉受到光照后导电能力可提高几十到几百倍,利用这一特点,可制成光敏三极管、光敏电阻等。
(3) 在纯净的半导体中加入微量(千万分之一)的其它元素(这个过程我们称为掺杂),可使他的导电能力提高百万倍。这是半导体的最初的特征。例如在原子密度为5*1022/cm3的硅中掺进大约5X1015/cm3磷原子,比例为10-7(即千万分之一),硅的导电能力提高了几十万倍。
物质是由原子构成的,而原子是由原子核和围绕它运动的电子组成的。电子很轻、很小,带负电,在一定的轨道上运转;原子核带正电,电荷量与电子的总电荷量相同,两者相互吸引。当原子的外层电子缺少后,整个原子呈现正电,缺少电子的地方产生一个空位,带正电,成为电洞。物体导电通常是由电子和电洞导电。
半导体生产流程
所谓的半导体,是指在某些情况下,能够导通电流,而在某些条件下,又具有绝缘体效用的物质;而至于所谓的IC,则是指在一半导体基板上,利用氧化、刻蚀、扩散等方法,将众多电子电路组成各式二极管、晶体管等电子组件,作在一微小面积上,以完成某一特定逻辑功能(例如:AND、OR、NAND等),进而达成预先设定好的电路功能。自1947年12月23日第一个晶体管在美国的贝尔实验室(Bell Lab)被发明出来,结束了真空管的时代,到1958年TI开发出全球第一颗IC成功,又意谓宣告晶体管的时代结束,IC的时代正式开始。从此开始各式IC不断被开发出来,集成度也不断提升。从小型集成电路(SSI),每颗IC包含10颗晶体管的时代;一路发展MSI、LSI、VLSI、ULSI;MSI(Middle-scale integration)中等规模集成电路;LSI(Large-scale
integration)大规模集成电路;VLSI(Very-Large-scale integration)甚大规模集成电路;ULSI(Ultra-Large-scale integration)超大规模集成电路再到今天,短短50年时间,包含千万个以上晶体管的集成电路已经被大量生产,并应用到我们的生活的各领域中来,为我们的生活带来飞速的发展。不能想象离开半导体产业我们的生活将会怎样,半导体技术的发展状况已成为一个国家的技术状况的重要指针,电子技术也成为一个国家提高国防能力的重要途径。
半导产品类别
目前的半导体产品可分为集成电路、分离式组件、光电半导体等三种。
A. 集成电路(IC),是将一电路设计,包括线路及电子组件,做在一片硅芯片上,使其具有处理信息的功能,有体积小、处理信息功能强的特性。依功能可将IC分为四类产品:内存IC、微组件、逻辑IC、模拟IC。
B. 分离式半导体组件,指一般电路设计中与半导体有关的组件。
常见的分离式半导体组件有晶体管、二极管、闸流体等。