基本的半导体器件有哪些?它们的结构、工作原理、功能特点?
半导体器件(semiconductor device)通常,这些半导体材料是硅、锗或砷化镓,可用作整流器、振荡器、发光器、放大器、测光器等器材。为了与集成电路相区别,有时也称为分立器件。绝大部分二端器件(即晶体二极管)的基本结构是一个PN结。利用不同的半导体材料、采用不同的工艺和几何结构,已研制出种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极,可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。晶体二极管的频率覆盖范围可从低频、高频、微波、毫米波、红外直至光波。三端器件一 般是有源器件,典型代表是各种晶体管(又称晶体三极管)。顺便说一下半导体行业的企业,如Macom科技公司。MACOM是半导体行业的支柱型企业,有着60多年的发展历程。是一家高性能模拟射频、微波和光学半导体产品领域的领先供应商,在射频、微波、光电领域均享有很高知名度。
半导体器件(semiconductor device)通常,这些半导体材料是硅、锗或砷化镓,可用作整流器、振荡器、发光器、放大器、测光器等器材。
为了与集成电路相区别,有时也称为分立器件。
绝大部分二端器件(即晶体二极管)的基本结构是一个PN结。利用不同的半导体材料、采用不同的工艺和几何结构,已研制出种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极,可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。晶体二极管的频率覆盖范围可从低频、高频、微波、毫米波、红外直至光波。
三端器件一 般是有源器件,典型代表是各种晶体管(又称晶体三极管)。
顺便说一下半导体行业的企业,如Macom科技公司。
MACOM是半导体行业的支柱型企业,有着60多年的发展历程。是一家高性能模拟射频、微波和光学半导体产品领域的领先供应商,在射频、微波、光电领域均享有很高知名度。
pn结二极管结构:其中pn结二极管由n型半导体和p型半导体接触产生。工作原理:由于二者接触后产生由n型半导体指向p型半导体的内建电场,当外加电压由n型半导体指向p型半导体时进一步增强了其内建电场,因而其电流会很小,当外加电压由p型指向n型时,内建电场降低,电流可顺利通过pn结,形成单向导电的特性。
MOS结构:主要由栅极,漏极及源极三部分构成。工作原理:通过栅极控制沟道载流子浓度实现对源极及漏极电流的控制。
BJT结构:由发射极,基极,集电极构成。基本原理:通过控制发射极与基极之间的电压以及集电极与基电极之间的电压实现电流的放大,截至等效应。
结型场效应晶体管:与MOS构成类似,不同点仅在于其栅极位于沟道的上下两侧。工作原理:上下栅极同时控制沟道的载流子浓度及沟道的宽度实现对电流的控制。
以下是一些常用的半导体器件的小清单。根据设备的物理结构,下表分为二端设备和三端设备。
两端半导体器件
二极管
肖特基二极管
发光二极管 (LED)
DIAC
齐纳二极管
光电二极管(光电晶体管)
PIN Diode
激光二极管
隧道二极管
光电池
太阳能电池
耿氏二极管
冲击二极管
TVS 二极管(瞬态电压抑制二极管)
VCSEL(垂直腔面发射激光器)
双极晶体管
场效应晶体管
绝缘栅双极晶体管 (IGBT)
达林顿晶体管
可控硅整流器 (SCR)
双向可控硅
晶闸管
单结晶体管
晶体管是微处理器等各种集成电路中的主要元件。
事实上,它们是构建逻辑门和其他数字电路的主要部件。
晶体管也用于模拟电路,如放大器和振荡器。
三端半导体器件
还有一些四端半导体,如光耦合器(光电耦合器)和霍尔效应传感器。
半导体器件的应用
如前所述,半导体器件是几乎所有电子器件的基础。半导体器件的一些应用是:
答:因此,半导体材料应具有很高的纯度,这就不仅要求用来生产半导体材料的原材料应具有相当高的纯度,而且还要求超净的生产环境,以期将生产过程的杂质污染减至最小。半导体材料大部分都是晶体,半导体器件对于材料的晶体完整性有较高的要求。此外,对于材料的各种电学参数的均匀性也有严格的要求。
答:以下是几种常见的功率半导体器件以及它们的主要特点:功率二极管:特点:具有单向导电性,只能在一个方向上导电而在相反方向上阻断电流。它们通常用于整流应用,将交流(AC)转换为直流(DC)。功率晶体管:特点:可以用作放大器或开关。具有三个端子,包括发射极、基极和集电极。功率晶体管能够处理相对较高的...
答:现在被称作半导体器件的种类如下所示。按照其制造技术可分为分立器件半导体、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、存储器等大类,一般来说这些还会被再分成小类。此外,IC除了在制造技术上的分类以外,还有以应用领域、设计方法等进行分类,最近虽然不常用,但还有按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法...
答:5. 双极晶体管 (BJT):双极晶体管在一些低功率和中功率应用中仍然有用。它们是一种双极器件,通常用于线性放大和开关操作。6. 整流器二极管:这是一种用于电源供电和电路保护的简单功率半导体器件。它们用于将交流电转换为直流电,也用于防止逆向电流流入电路。7. 光耦合器件:这些器件用于隔离输入和输出...
答:1.单极型器件:只有一种载流子参与导电2.双极型器件:有电子和空穴两种载流子参与导电3.复合型器件:由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件 (三)按加在电力电子器件控制端和公共端间信号的性质可以分为:1.电流驱动型 例如晶闸管2.电压驱动型 ...
答:晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一,在电路中用“V”或“VT”(旧文字符号为“Q”、“GB”等)表示。晶体管是内部含有两个PN结,外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用,应用十分广泛。一、晶体管的种类 晶体管有多种分类方法。(一)按半导体材料和极性分类 按...
答:锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件(热敏电阻);利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件,像光电池、光电管和光敏电阻等。半导体还有一个最...
答:在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。2.电容 电容就电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。电容是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时,电极上就会存储电荷...
答:所有含PN结的器件都可叫半导体器件,常见的有:二极管、三极管、场效应管、晶闸管、达林顿管、单结晶体管、LED以及含有半导体管的集成块、芯片等。
答:功率半导体器件可分为功率半导体分立器件(Power Discrete,包括功率模块)和功率半导体集成电路(Power IC)两大类。因此,功率半导体分立器件实际上是功率半导体器件的一个子类。功率半导体分立器件是指被规定完成某种基本功能,并且本身在功能上不能再细分的半导体器件,根据其结构和功能的不同,主要可分为...