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單結半導體元件是什麼意思

發布時間: 2021-03-06 06:52:54

⑴ 什麼是半導體元器件

半導體元器件(semiconctor device)通常,這些半導體材料是硅、鍺或砷化鎵,可用作整流器、振盪器、發光器、放大器、測光器等器材。為了與集成電路相區別,有時也稱為分立器件。絕大部分二端器件(即晶體二極體)的基本結構是一個PN結。利用不同的半導體材料、採用不同的工藝和幾何結構,已研製出種類繁多、功能用途各異的多種晶體二極,可用來產生、控制、接收、變換、放大信 號和進行能量轉換。晶體二極體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(又稱晶體三極體)。晶體管又可以分為雙極型晶體管和場效應晶體管兩 類。根據用途的不同,晶體管可分為功率晶體管微波晶體管和低雜訊晶體管。除了作為放大、振盪、開關用的 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,場效應感測器等。這些器件既能把一些 環境因素的信息轉換為電信號,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,如單結晶體管可用於產生鋸齒波,可控硅可用於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、低雜訊的半導體接收器件接收微弱信號。隨著微波 通信技術的迅速發展,微波半導件低雜訊器件發展很快,工作頻率不斷提高,而雜訊系數不斷下降。微波半導體 器件由於性能優異、體積小、重量輕和功耗低等特性,在防空反導、電子戰、C(U3)I等系統中已得到廣泛的應用 。

⑵ 半導體是什麼意思

顧名思義:導電性能介於導體(conctor)與絕緣體(insulator)之間的材料,叫做半導體().
物質存在的形式多種多樣,固體、液體、氣體、等離子體等等。我們通常把導電性和導電導熱性差或不好的材料,如金剛石、人工晶體、琥珀、陶瓷等等,稱為絕緣體。而把導電、導熱都比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體。可以簡單的把介於導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。與導體和絕緣體相比,半導體材料的發現是最晚的,直到20世紀30年代,當材料的提純技術改進以後,半導體的存在才真正被學術界認可。
半導體的分類,按照其製造技術可以分為:分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類,一般來說這些還會被分成小類。此外還有以應用領域、設計方法等進行分類,最近雖然不常用,單還是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規模進行分類的方法。此外,還有按照其所處理的信號,可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。
[編輯本段]半導體定義
電阻率介於金屬和絕緣體之間並有負的電阻溫度系數的物質。
半導體室溫時電阻率約在10E-5~10E7歐·米之間,溫度升高時電阻率指數則減小。
半導體材料很多,按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。
鍺和硅是最常用的元素半導體;化合物半導體包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等)。除上述晶態半導體外,還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。
半導體(東北方言):意指半導體收音機,因收音機中的晶體管由半導體材料製成而得名。
本徵半導體
不含雜質且無晶格缺陷的半導體稱為本徵半導體。在極低溫度下,半導體的價帶是滿帶(見能帶理論),受到熱激發後,價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶,空帶中存在電子後成為導帶,價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位,稱為空穴。導帶中的電子和價帶中的空穴合稱電子 - 空穴對,均能自由移動,即載流子,它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流,分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴,電子-空穴對消失,稱為復合。復合時釋放出的能量變成電磁輻射(發光)或晶格的熱振動能量(發熱)。在一定溫度下,電子 - 空穴對的產生和復合同時存在並達到動態平衡,此時半導體具有一定的載流子密度,從而具有一定的電阻率。溫度升高時,將產生更多的電子 - 空穴對,載流子密度增加,電阻率減小。無晶格缺陷的純凈半導體的電阻率較大,實際應用不多。
[編輯本段]半導體特點
半導體三大特性∶攙雜性、熱敏性和光敏性。
★在形成晶體結構的半導體中,人為地摻入特定的雜質元素,導電性能具有可控性。
★在光照和熱輻射條件下,其導電性有明顯的變化。
晶格:晶體中的原子在空間形成排列整齊的點陣,稱為晶格。
共價鍵結構:相鄰的兩個原子的一對最外層電子(即價電子)不但各自圍繞自身所屬的原子核運動,而且出現在相鄰原子所屬的軌道上,成為共用電子,構成共價鍵。
自由電子的形成:在常溫下,少數的價電子由於熱運動獲得足夠的能量,掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子。
空穴:價電子掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子而留下一個空位置稱空穴。
電子電流:在外加電場的作用下,自由電子產生定向移動,形成電子電流。
空穴電流:價電子按一定的方向依次填補空穴(即空穴也產生定向移動),形成空穴電流。
本徵半導體的電流:電子電流+空穴電流。自由電子和空穴所帶電荷極性不同,它們運動方向相反。
載流子:運載電荷的粒子稱為載流子。
導體電的特點:導體導電只有一種載流子,即自由電子導電。
本徵半導體電的特點:本徵半導體有兩種載流子,即自由電子和空穴均參與導電。
本徵激發:半導體在熱激發下產生自由電子和空穴的現象稱為本徵激發。
復合:自由電子在運動的過程中如果與空穴相遇就會填補空穴,使兩者同時消失,這種現象稱為復合。
動態平衡:在一定的溫度下,本徵激發所產生的自由電子與空穴對,與復合的自由電子與空穴對數目相等,達到動態平衡。
載流子的濃度與溫度的關系:溫度一定,本徵半導體中載流子的濃度是一定的,並且自由電子與空穴的濃度相等。當溫度升高時,熱運動加劇,掙脫共價鍵束縛的自由電子增多,空穴也隨之增多(即載流子的濃度升高),導電性能增強;當溫度降低,則載流子的濃度降低,導電性能變差。
結論:本徵半導體的導電性能與溫度有關。半導體材料性能對溫度的敏感性,可製作熱敏和光敏器件,又造成半導體器件溫度穩定性差的原因。
雜質半導體:通過擴散工藝,在本徵半導體中摻入少量合適的雜質元素,可得到雜質半導體。
N型半導體:在純凈的硅晶體中摻入五價元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半導體。
多數載流子:N型半導體中,自由電子的濃度大於空穴的濃度,稱為多數載流子,簡稱多子。
少數載流子:N型半導體中,空穴為少數載流子,簡稱少子。
施子原子:雜質原子可以提供電子,稱施子原子。
N型半導體的導電特性:它是靠自由電子導電,摻入的雜質越多,多子(自由電子)的濃度就越高,導電性能也就越強。
P型半導體:在純凈的硅晶體中摻入三價元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,形成P型半導體。
多子:P型半導體中,多子為電子。
少子:P型半導體中,少子為空穴。
受主原子:雜質原子中的空位吸收電子,稱受主原子。
P型半導體的導電特性:摻入的雜質越多,多子(空穴)的濃度就越高,導電性能也就越強。
結論:
多子的濃度決定於雜質濃度。
少子的濃度決定於溫度。
PN結的形成:將P型半導體與N型半導體製作在同一塊矽片上,在它們的交界面就形成PN結。
PN結的特點:具有單向導電性。
擴散運動:物質總是從濃度高的地方向濃度低的地方運動,這種由於濃度差而產生的運動稱為擴散運動。
空間電荷區:擴散到P區的自由電子與空穴復合,而擴散到N區的空穴與自由電子復合,所以在交界面附近多子的濃度下降,P區出現負離子區,N區出現正離子區,它們是不能移動,稱為空間電荷區。
電場形成:空間電荷區形成內電場。
空間電荷加寬,內電場增強,其方向由N區指向P區,阻止擴散運動的進行。
漂移運動:在電場力作用下,載流子的運動稱漂移運動。
PN結的形成過程:如圖所示,將P型半導體與N型半導體製作在同一塊矽片上,在無外電場和其它激發作用下,參與擴散運動的多子數目等於參與漂移運動的少子數目,從而達到動態平衡,形成PN結。

⑶ 半導體是什麼意思

半導體

semiconctor

電導率(conctivity)介於金屬和絕緣體(insulator)之間的固體材料。半導體於室溫時電導率約在10ˉ10~10000/Ω·cm之間,純凈的半導體溫度升高時電導率按指數上升。半導體材料有很多種,按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。鍺和硅是最常用的元素半導體;化合物半導體包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等)。除上述晶態半導體外,還有非晶態的有機物半導體等。

本徵半導體(intrinsic semiconctor) 沒有摻雜且無晶格缺陷的純凈半導體稱為本徵半導體。在絕對零度溫度下,半導體的價帶(valence band)是滿帶(見能帶理論),受到光電注入或熱激發後,價帶中的部分電子會越過禁帶(forbidden band/band gap)進入能量較高的空帶,空帶中存在電子後成為導帶(conction band),價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位,稱為空穴(hole),導帶中的電子和價帶中的空穴合稱為電子 - 空穴對。上述產生的電子和空穴均能自由移動,成為自由載流子(free carrier),它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流,分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴,使電子-空穴對消失,稱為復合(recombination)。復合時產生的能量以電磁輻射(發射光子photon)或晶格熱振動(發射聲子phonon)的形式釋放。在一定溫度下,電子 - 空穴對的產生和復合同時存在並達到動態平衡,此時本徵半導體具有一定的載流子濃度,從而具有一定的電導率。加熱或光照會使半導體發生熱激發或光激發,從而產生更多的電子 - 空穴對,這時載流子濃度增加,電導率增加。半導體熱敏電阻和光敏電阻等半導體器件就是根據此原理製成的。常溫下本徵半導體的電導率較小,載流子濃度對溫度變化敏感,所以很難對半導體特性進行控制,因此實際應用不多。

雜質半導體(extrinsic semiconctor) 半導體中的雜質對電導率的影響非常大,本徵半導體經過摻雜就形成雜質半導體,一般可分為n型半導體和p型半導體。半導體中摻入微量雜質時,雜質原子附近的周期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態,在禁帶中產生附加的雜質能級。能提供電子載流子的雜質稱為施主(donor)雜質,相應能級稱為施主能級,位於禁帶上方靠近導帶底附近。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質原子時,雜質原子作為晶格的一分子,其五個價電子中有四個與周圍的鍺(或硅)原子形成共價鍵,多餘的一個電子被束縛於雜質原子附近,產生類氫淺能級-施主能級。施主能級上的電子躍遷到導帶所需能量比從價帶激發到導帶所需能量小得多,很易激發到導帶成為電子載流子,因此對於摻入施主雜質的半導體,導電載流子主要是被激發到導帶中的電子,屬電子導電型,稱為n型半導體。由於半導體中總是存在本徵激發的電子空穴對,所以在n型半導體中電子是多數載流子,空穴是少數載流子。相應地,能提供空穴載流子的雜質稱為受主(acceptor)雜質,相應能級稱為受主能級,位於禁帶下方靠近價帶頂附近。例如在鍺或硅晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質原子時,雜質原子與周圍四個鍺(或硅)原子形成共價結合時尚缺少一個電子,因而存在一個空位,與此空位相應的能量狀態就是受主能級。由於受主能級靠近價帶頂,價帶中的電子很容易激發到受主能級上填補這個空位,使受主雜質原子成為負電中心。同時價帶中由於電離出一個電子而留下一個空位,形成自由的空穴載流子,這一過程所需電離能比本徵半導體情形下產生電子空穴對要小得多。因此這時空穴是多數載流子,雜質半導體主要靠空穴導電,即空穴導電型,稱為p型半導體。在p型半導體中空穴是多數載流子,電子是少數載流子。在半導體器件的各種效應中,少數載流子常扮演重要角色。

⑷ 如何根據單結晶體管的基本結構,利用萬用表的電阻檔來判斷一個三端半導體元件是單結而不是普通的晶體管

單結晶體管判別方法:
判斷單結晶體管發射極E的方法是:把萬用表置於R*100擋或R*1K擋,黑表筆接假設的發射極,紅表筆接另外兩極,當出現兩次低電阻時,黑表筆接的就是單結晶體管的發射極。
單結晶體管B1和B2的判斷方法是:把萬用表置於R*100擋或R*1K擋,用黑表筆接發射極,紅表筆分別接另外兩極,兩次測量中,電阻大的一次,紅表筆接的就是B1極。
應當說明的是,上述判別B1、B2的方法,不一定對所有的單結晶體管都適用,有個別管子的E--B1間的正向電阻值較小。不過准確地判斷哪 極是B1,哪極是B2在實際使用中並不特別重要。即使B1、B2用顛倒了,也不會使管子損壞,隻影響輸出脈沖的幅度(單結晶體管多作脈沖發生器使用),當發現輸出的脈沖幅度偏小時,只要將原來假定的B1、B2對調過來就可以了。
單結晶體管(雙基極二極體)性能的好壞可以通過測量其各極間的電阻值是否正常來判斷。用萬用表R×1k檔,將黑表筆接發射極E,紅表筆依次接兩個基極(B1和B2),正常時均應有幾千歐至十幾千歐的電阻值。再將紅表筆接發射極E,黑表筆依次接兩個基極,正常時阻值為無窮大。
單結晶體管(雙基極二極體兩個基極)(B1和B2)之間的正、反向電阻值均為2~10kΩ范圍內,若測得某兩極之間的電阻值與上述正常值相差較大時,則說明該二極體已損壞。

⑸ 什麼是半導體

半導體( semiconctor),指常溫下導電性能介於導體(conctor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應用。

如二極體就是採用半導體製作的器件。半導體是指一種導電性可受控制,范圍可從絕緣體至導體之間的材料。無論從科技或是經濟發展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。

今日大部分的電子產品,如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等,而硅更是各種半導體材料中,在商業應用上最具有影響力的一種。

分類:

半導體材料很多,按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。

鍺和硅是最常用的元素半導體;化合物半導體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等)。

除上述晶態半導體外,還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。

半導體的分類,按照其製造技術可以分為:集成電路器件,分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類,一般來說這些還會被分成小類。

此外還有以應用領域、設計方法等進行分類,雖然不常用,但還是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規模進行分類的方法。此外,還有按照其所處理的信號,可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。

(5)單結半導體元件是什麼意思擴展閱讀:

發展歷史:

半導體的發現實際上可以追溯到很久以前。

1833年,英國科學家電子學之父法拉第最先發現硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同於一般金屬,一般情況下,金屬的電阻隨溫度升高而增加,但巴拉迪發現硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導體現象的首次發現。

不久,1839年法國的貝克萊爾發現半導體和電解質接觸形成的結,在光照下會產生一個電壓,這就是後來人們熟知的光生伏特效應,這是被發現的半導體的第二個特徵。

1873年,英國的史密斯發現硒晶體材料在光照下電導增加的光電導效應,這是半導體又一個特有的性質。

半導體的這四個效應,(jianxia霍爾效應的余績──四個伴生效應的發現)雖在1880年以前就先後被發現了,但半導體這個名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結出半導體的這四個特性一直到1947年12月才由貝爾實驗室完成。

在1874年,德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導與所加電場的方向有關,即它的導電有方向性,在它兩端加一個正向電壓,它是導通的;如果把電壓極性反過來,它就不導電,這就是半導體的整流效應,也是半導體所特有的第三種特性。同年,舒斯特又發現了銅與氧化銅的整流效應。

很多人會疑問,為什麼半導體被認可需要這么多年呢?主要原因是當時的材料不純。沒有好的材料,很多與材料相關的問題就難以說清楚。

參考資料:

網路-半導體

⑹ 半導體及電子元器件有什麼區別,怎麼區分

我們平復時說的半導制體,其實是指半導體元器件(或集成電路),也就是由半導體材料製造的電子元器件(或集成電路),目前,常用的半導體材料包括三種:硅、鍺、砷化鎵。

所以,你問「半導體及電子元器件有什麼區別」,是錯誤的說法,但是,我們可以說:半導體元器件或半導體集成電路是電子元器件的一個分類……

⑺ 什麼叫半導體請舉幾個電子元件的名稱。

半導體的導電能力比較差,比絕緣體強,看似沒什麼用處,其實半導體有專其特殊的性質,比如在光照,溫屬度,壓力等變化的時候,它的電阻率會發生很大的變化,從半導體變成導體的都有,常見的半導體材料有硅,鍺,砷化鎵等等,常見的元件有二極體(分整流二極體,穩壓二極體,光敏二極體,發光二極體,熱敏二極體等,用於不同的用途)但都有一個性質,就是單向導電性。還有三極體,等等。就連現代最先進的集成電路,都是由半導體材料做成的,只是製作工藝和設計不同,所以用途和功能不同。

⑻ 什麼叫單結晶體管(又稱基極二極體)

它只有一個PN結作為發射極而有兩個基極的三端半導體器件,早期稱為雙基極二極回管。其典型結構是答以一個均勻輕摻雜高電阻率的N型單晶半導體作為基區,兩端做成歐姆接觸的兩個基極,在基區中心或者偏向其中一個極的位置上用淺擴散法重摻雜製成 PN結作為發射極。當基極B1和B2之間加上電壓時,電流從B2流向B1,並在結處基區對B1的電勢形成反偏狀態。如果將一個信號加在發射極上,且此信號超過原反偏電勢時,器件呈導電狀態。一旦正偏狀態出現,便有大量空穴注入基區,使發射極和B1之間的電阻減小,電流增大,電勢降低,並保持導通狀態,改變兩個基極間的偏置或改變發射極信號才能使器件恢復原始狀態。因此,這種器件顯示出典型的負阻特性,特別適用於開關系統中的弛張振盪器,可用於定時電路、控制電路和讀出電路。

⑼ 單極性半導體器件是什麼

單極性半導體只有 P 型或 N 型半導體組成,如場效應管,只有一種載流子 —— 多數載流子參與導電。
而二極體、三極體是由 P、N 兩種半導體組成,同時存在多數載流子電流與少數載流子電流。

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