半導體中什麼叫做有源區
『壹』 在電學中 什麼是有源區 什麼是無源區
有源來器件:必須在外加適當自的偏置電壓情況下才能正常工作的器件。比如BJT,發射結正偏,集電結反偏,處於放大工作狀態。偏置電壓不同,管子工作狀態不同。還有MOS管,必須在柵極加壓,使得溝道反型的情況下,才能工作。否則,源漏不管怎麼加壓,管子都不工作。像這類依賴外加電源,才能工作的器件叫有源器件。因此,一般情況下,兩個端的是無源器件(除二極體外,是有源的),三個及以上的是有源器件。
無源器件:工作狀態不依賴外加電源。比如電阻,電容。工作狀態不依賴外加電源決定,叫做無源器件。
有源區:矽片上做有源器件的區域。(就是有些阱區。或者說是採用STI等隔離技術,隔離開的區域)。有源區主要針對MOS而言,不同摻雜可形成n或p型有源區。有源區分為源區和漏區(摻雜類型相同)在進行互聯之前,兩個有源區沒有差別。另外,業內通俗的把有後續雜質注入的地方就都叫做有源區了。
『貳』 什麼是集成電路
集成電路是採用半導體製作工藝,在一塊較小的單晶矽片上製作上許多晶體管及電阻器、電容器等元器件,並按照多層布線或遂道布線的方法將元器件組合成完整的電子電路。它在電路中用字母「IC」(也有用文字元號「N」等)表示。
(一)按功能結構分類
集成電路按其功能、結構的不同,可以分為模擬集成電路和數字集成電路兩大類。
模擬集成電路用來產生、放大和處理各種模擬信號(指幅度隨時間邊疆變化的信號。例如半導體收音機的音頻信號、錄放機的磁帶信號等),而數字集成電路用來產生、放大和處理各種數字信號(指在時間上和幅度上離散取值的信號。例如VCD、DVD重放的音頻信號和視頻信號)。
(二)按製作工藝分類
集成電路按製作工藝可分為半導體集成電路和薄膜集成電路。
膜集成電路又分類厚膜集成電路和薄膜集成電路。
(三)按集成度高低分類
集成電路按集成度高低的不同可分為小規模集成電路、中規模集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路。
(四)按導電類型不同分類
集成電路按導電類型可分為雙極型集成電路和單極型集成電路。
雙極型集成電路的製作工藝復雜,功耗較大,代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類型。單極型集成電路的製作工藝簡單,功耗也較低,易於製成大規模集成電路,代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類型。
(五)按用途分類
集成電路按用途可分為電視機用集成電路。音響用集成電路、影碟機用集成電路、錄像機用集成電路、電腦(微機)用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機用集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報警器用集成電路及各種專用集成電路。
電視機用集成電路包括行、場掃描集成電路、中放集成電路、伴音集成電路、彩色解碼集成電路、AV/TV轉換集成電路、開關電源集成電路、遙控集成電路、麗音解碼集成電路、畫中畫處理集成電路、微處理器(CPU)集成電路、存儲器集成電路等。
音響用集成電路包括AM/FM高中頻電路、立體聲解碼電路、音頻前置放大電路、音頻運算放大集成電路、音頻功率放大集成電路、環繞聲處理集成電路、電平驅動集成電路、電子音量控制集成電路、延時混響集成電路、電子開關集成電路等。
影碟機用集成電路有系統控制集成電路、視頻編碼集成電路、MPEG解碼集成電路、音頻信號處理集成電路、音響效果集成電路、RF信號處理集成電路、數字信號處理集成電路、伺服集成電路、電動機驅動集成電路等。
錄像機用集成電路有系統控制集成電路、伺服集成電路、驅動集成電路、音頻處理集成電路、視頻處理集成電路。
『叄』 在半導體LED中,緩沖層和有源區的作用分別是什麼
緩沖層是用來匹配晶格的,有源層是用來發光的
『肆』 在半導體LED中,緩沖層和有源區的作用分別是什麼
緩沖層有利於載流子傳輸,有源層用於載流子符合發光
『伍』 電路板上那麼復雜的東西,有什麼意義嗎
什麼是集成電路?
什麼是集成電路?
來源: http://member.netease.com/~lebok/gb/learn.htm
集成電路是什麼?就是電路板上的那些小黑塊,有很多引腳,它的裡面並不復雜,無非就是一些三極體組合在一起,僅此而已。
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三極體的基本原理
首先我們要了解三極體的基本原理,三極體就是一條電流的通道,有一個電極控制這個通道的通和斷,如果說三極體的基本原理用這樣的比喻比較牽強附會的話,在設計三極體的版圖時,它就非常的確切了,我們先畫一條綠色的線條表示通道,再畫一條橫跨過通道的紅色線條表示控制柵極,就象馬路上的綠色的通道和警察掌握的紅燈一樣,綠色通道里的電流的通斷,得看警察的臉色行事。不過在集成電路里通道不叫通道,而叫有源區,一個奇怪的名字,不過很好記,我們平時把半導體器件叫做有源器件,電阻電容叫無源器件,三極體是有源器件,因此只要記住和三極體有關的區域叫有源區就可以了。
由 N型或 P型半導體材料組成源極和漏極,在源極和漏極之間放一層多晶硅作為柵極,這就形成了一個 MOS三極體,多做幾個這樣的三極體,並把它們按要求連接起來,這就形成了集成電路。把許多三極體做在一起就是集成電路。
集成電路真的就是這么簡單,請暫時不要問什麼半導體為什麼會導電之類目前被認為是無關緊要的問題,我們在這里探討的是如何快速的學會設計集成電路,而不是半導體理論。
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設計一個反相器管
我們知道三極體相當於一條通道,在這條通道上電流出發的那一端叫做源極,而電流到達的那一端叫做漏極,控制電流通斷的那個電極叫做柵極,那麼柵極需要帶上什麼樣的電壓才表示通道導通呢?一般情況下,柵極對源極的電壓為0V時,表示關斷,柵極上帶 0.7V以上的電壓時,表示導通,應該注意柵極電壓是對源極而言的。
上述的 MOS三極體我們叫它 N型 MOS管,對應的,還有一種 P型 MOS 管, P型 MOS管的特性正好完全相反,電流從漏極出發到達源極,柵極帶上比漏極低於0.7V以下的電壓時, MOS管導通。
如果規定只能用一種類型的 MOS管,我們也能設計出集成電路來,想當初的半導體工藝只適合於做 N型一種類型的 MOS管,那時侯的集成電路大部分是NMOS集成電路,我們熟悉的早期的 Z80、8048等,都是用 NMOS工藝製造的。後來,發展了在同一個晶元上做兩種不同類型 MOS管的工藝,叫做CMOS工藝,現在已是半導體行業的主流工藝。
N 管和 P管的版圖設計並沒有什麼不一樣,只要對其類型做一個標記就可以了,這個標記用來通知製造集成電路的人把這些管子做成某一類型的管子,在下圖中我們把 P管用虛框圈起來作為標記。
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設計一個簡單集成電路
設計集成電路也很簡單,不過就是把那些三極體連接起來,用什麼來連接呢?總不至於用電烙鐵和焊錫絲之類的方法吧?在集成電路里不用這種方法,用的是類似於雙面線路板的方法,雙面線路板上的過孔將線路板的兩面連接了起來,在集成電路了也用了過孔,兩層導電材料分別是鋁和多晶硅,鋁可以越過各種區域通到任何地方而不受限制,但多晶硅可不可以呢?好象可以,可是,的多晶硅越過有源區時,有源區變成了一個受多晶硅控制的電流通路:一個多餘的三極體,這不是我們所希望的,所以,我們在這里增加一條規則:多晶硅不能跨越有源區。按這樣的規則連接兩各三極體,我們就設計了一個含有一個反相器的簡單的集成電路。
在晶元的四周有四個焊接點,用來和外部電路進行連接,不過,在這里不叫焊接點,而叫壓焊點,可能因工藝而得名。如果你到集成電路行業里把它叫成焊接點的話,會讓別人目瞪口呆的。
我們不妨大膽的把集成電路設計技術和製造工藝用印刷來理解,當我們要印名片時,我們要先設計版面的排列,為一個商標圖案苦思冥想,用彩色筆在草稿紙是畫來畫去,甚至出錢請搞美工的人來為這張名片進行設計。
設計的名片可能包含了好幾種顏色,好多種字體,當設計方案送到引名片的小店後,將根據顏色的種類先做出版子來,然後就是用這些版子把各種顏色印到紙上,再然後就是把一大張紙剪切成一張一張的小名片,最後把這些名片裝到小盒裡,就等著用戶來取貨了。
印名片的小店老闆只要會玩那些製版機、速印機之類的玩藝就可以了,基本上不用識多少字,小學程度即可,要求他必須懂得美術原理才發給操作證可以上崗,屬於一種無理取鬧的行為。
對設計名片的美工師傅的最大的要求是能夠理解客戶的要求,並且能夠用版面的排列、字體的選擇、顏色的搭配來表達客戶的意圖,我們完全沒有必要要求美工師傅會做各種字體的鉛字、讀過大部頭的《照相原理》、精通印刷機械。
相應地,我們對客戶就應該只有一個要求:簡單、明確的提出他的意圖。
集成電路的情況也是這樣,用戶提出他的晶元具有的功能,設計的過程是將功能翻譯成版圖,製造的過程是用版圖印刷出晶元。
印刷和晶元的驚人的類似之處是,美工師傅只要使用字型檔里的各種字體就可以了,沒有必要自己親自作出一個個的字體來;晶元設計師實際上也只要使用單元庫里的單元就可以了。
印刷和晶元的另一個更驚人的類似之處是,當字型檔里沒有某個特定的符號時,比如一個不常見的商標,美工師傅就要親自做出這個符號來;晶元設計師有時也會遇到庫里沒有的單元,他也需要親自畫出這個單元的版圖來。
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設計一個振盪器晶元的版圖
如果你覺得不過癮,你可以設計一個更復雜一點的集成電路如下圖,它是個振盪器的版圖,你給它接上一個電阻、一個電容、一個發光二極體,再接上電源,你就可以看到發光二極體一閃一閃的發起光來。
集成電路版圖設計差不多就這點事了,沒有什麼花樣。
你可能發現最右邊的反相器比較大一點,這是為了有較大的驅動能力以使發光二極體有較高的亮度。另一個應該注意的問題是盡量讓比較大的電流在鋁導電層里流動,鋁的導電性能比多晶硅好很多,這一點和雙面線路板有點不同,雙面線路板兩面的導電性能一樣好。
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版圖設計
現在,你了解了一點版圖設計了,如果你再了解得更多一點的話,你就會發現你滿懷熱情的希望學會的版圖設計,其實只是一種大人玩的七巧板而已,只是沒有小孩玩的七巧板好玩,也沒有那麼復雜和變化多端。
現在,人各有志,你想把這塊七巧板玩出點花樣來的話,可以,在這里有大把朋友願意陪你一起玩;或者你想起了你到這里來的初衷,想要把你的那個電路做成集成電路,那你暫時就別玩七巧板了,想辦法盡快的完成你的晶元設計吧。
假如你原來用分立元件設計的電路里用到了許多標準的集成電路,有反相器,與非門、D觸發器,計數器、甚至包含了一個液晶顯示驅動模塊等等,按理說你要設計這些單元的版圖,這可不是件輕松的活,日復一日,月復一月,非把你畫得痴痴傻傻,呆若木雞不可,你原來設計一個高性能電路的滿腔熱情在這里沒有用處,你火花般迸發的電路設計靈感對版圖設計也一樣沒有幫助,畫版圖要的是拼七巧板的技巧。
當你累死累活的幹了三個月之後,才發現已經開始種第二季稻的農民伯伯也沒有這么辛苦。由此推算,做一個版圖庫的工作量約等於種兩季稻的工作量。做一個晶元設計師不如種田實在。
不過即使讓你干畫版圖的活你也不用害怕,電腦上高科技的最奇妙的特點在於它的勞動竟然可以重復使用,第一次做單元圖庫要用兩個月的時間,到了第二次做圖庫時,你可以把第一次圖庫拷貝過來,修修改改,有兩個星期的時間也就可以了,這就是電腦里 COPY 的絕妙之處。真奇怪為什麼不把這種電腦科技推廣到農業科技上去,要是農民伯伯也採用這些技術的話,他只要專心種好一畝田就可以了,然後跨嗒跨嗒地拷貝它個十萬八千畝,於是站在一望無際金黃色田頭,看著晨曦下巍巍壯觀的麥浪翻滾,就很難控制住「身在田頭,胸懷世界」的感覺了。
幸好農民伯伯還沒有還沒有掌握這門技術,不然實在要叫我們這些搞晶元設計的傢伙無地自容了,但我們還十應該抓緊時間,在目前晶元比種田暫時領先的優勢下,做出比農民伯伯更多的貢獻來。
但現在情況不一樣了,在這里,有現成的單元版圖供你使用,這些單元版圖放在一個庫里,裡面品種繁多,差不多包含的你可能用到的全部品種,不要以為這是什麼「演示版」,這是很多晶元設計師正在使用的工作庫,你現在要乾的活已經不是什麼版圖設計,而是要干一些類似於你以前經常乾的活:給雙面線路板布線。
有了單元圖庫,你就可以進行正常的設計工作,你用以前常用的方法畫線路圖,然後用相應的元件把它們連接起來,以前一個沒有經驗的電路設計師往往會按過時的教科書設計電路,結果采購員往往抱怨采購不到元件,甚至要到 Intel的公司歷史陳列室才能看到樣品。現在的電路設計師一般都比較關心原器件的供應情況,這條經驗在這里同樣適用,你應該在設計之前先熟悉單元圖庫的情況,以免畫出了線路圖卻沒有單元可供使用。
晶元設計用到的單元圖庫中的內容和市面上 CMOS 4000系列或 TTL 74 系列的內容畢竟還是有一點差異的,比如常用的JK觸發器,在單元圖庫就找不到,(或許以後會有熱心人補上這個單元),因為在ASIC設計中,沒有必要使用 JK觸發器,使用它後會在分析電路時造成混亂。你可以很快的適應這些差異,甚至在你通讀了一遍單元圖庫的介紹之後就有胸有成竹的感覺了。
我再次提醒你:你到這里來,是為了設計出集成電路來,而不是研究版圖設計技術,如果你是初學者,你設計的版圖大概不會比庫裡面已有的版圖更好吧?所以暫時了解一點版圖設計就可以了,不要深究,採用現成的單元圖庫加雙面布線技術,盡快的完成你的集成電路吧。如果你遇到的圖庫裡面沒有的單元,也不要慌張,請到這里來,問一聲,說不定會有那位老手會幫你畫一個的,不過,應該是一些比較通用的單元,你別問什麼16位A/D轉換器、照相機的控制電路這樣的單元,要是這樣的話,還不如你睡大覺,讓別人免費給你設計算了。
說實在的,偉大而又神秘的集成電路版圖設計,並不比小孩玩的七巧板復雜多少,下面的觸發器的版圖,差不多是版圖庫中最復雜的一個版圖,但也就這么樣了,沒什麼大不了的,我不認為你掌握不了它,我只是認為你暫時沒有必要掌握它。
別以為這是個示範的版圖,這可是個真正的正在使用的版圖,我把它叫做DF06A ,有位設計高手為了做好類似的版圖花了大概一個月的時間。我是在他的基礎上畫這個版圖的,所以只花了大約半個月的時間,還有一些延時參數等沒有計算。做好了這個版圖,差不多就完成了整個標准單元庫(100 多個單元)的三分之一的工作量了,因為這是庫中最困難的一個版圖。
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電路設計
最奇妙、最神奇的還是你原來做慣的電路設計,可以玩出很多花樣,我以前曾工作過的單位,有一台火車頭那麼大的塑料機,突然有一天趴下了,這台機器一天做出產品的產值50多萬,利潤好幾萬,這可把老闆給急得熊似的團團亂轉,動員了全部機械和塑料的精英,香港的技師也於第二天趕到,可是,會診的結果是無可奈何。第三天,冒出個懂點電子的傢伙,他從一個破收音機里拆了一個電阻,裝到機器上一試,那龐大的塑料機居然就此起死回生,當在場的人了解到這個神奇的元件的價值只有人民幣兩分錢時,全體同時作目瞪口呆狀。
到這里來的都是電路設計的行家,我想也用不著解釋一個電阻是如何修好塑料機的,太簡單太平常的事了,但電路設計的最大的趣味就在於此:一個極其簡單的小技巧,會引發起社會上的一番大事出來。你應該在電路設計上淋漓盡致的發揮你的聰明才智,而不要拘泥於是不是採用了公共單元圖庫。
當然集成電路設計和你以前的設計是有點不同,這里說其中的一個特點:有大量的三極體供你使用,而電阻電容卻很麻煩。
或者這樣吧:你就當是一場考試,考試的題目是設計一個電路,不許使用電阻電容,但可以無限量的使用三極體,可能你一開始不習慣,覺得浪費了很多三極體,可是只要多做幾次,你就會適應這種浪費的設計法的,不要為你的浪費而內疚,其實即使是晶元設計專家,也是這么做的。
電路設計也就是畫出你所需要的電路圖來,然後推理你的電路圖,看看是不是正確,需不需要改進。在這里,我建議你採用 workview 軟體和這里提供的電路圖庫進行設計,採用 workview 的話它會幫你做推理,在這里叫模擬,它會把電路工作時的波形顯示給你看,非常直觀。這里不但提供版圖庫給你使用,還提供相關聯的電路圖庫,採用這里的電路圖庫可以簡化你的設計工作,庫中有很多實用的單元電路,比如十進制計數器,甚至動態的液晶顯示器驅動電路等,你只要拿來用就可以了,如果你自行設計一個動態的液晶顯示器驅動電路,不是說你不會,而是沒有必要干這些重復煩瑣的勞動,你應該集中精力完成你的整體設計,那才是你的特長。你可以把你在設計中找到的一些訣竅和技巧公開出來,作為自由資源添加到圖庫中去,讓以後的設計者也能享受你的勞動果實。
這世界上有兩種資源,一種實資源,就象石油,越用越少;另一種是虛資源,就象腦力,奇怪的是這種虛資源竟然是一種越用越多的資源,世界真奇妙,無奇不有,如果我們發動全民來開發虛資源,那麼用不了多久,我們就會成為一個資源大國,我們就能象拍蒼蠅那樣容易的消滅美帝國主義和一切反動派。說笑而已,其實我不想讓我的世界觀帶有民族主義的色彩,任何民族的文化我都有興趣。什麼「國富民強」,對我的感覺就象山溝溝里的農民希望多養幾個兒子可以不受鄰居的欺負那樣,是一種跟愚昧無知很有瓜葛的意識。我們開發虛資源,是為了迎接未知的人類的明天的到來。我們不知道明天會怎樣,但知道明天不會象今天預想的那樣。
搞電路設計在我看來實在有投機取巧的嫌疑,我無意貶低各位同行,但在我見到的許多事例中,一個會修修半導體的電子愛好者往往比機械本科生還吃香,一個家用電器項目的開發人員組成中,有電子的、有機械的、如果你參加過幾個這樣的開發組,你就會理解如下的結論:搞電子的工作量小,老在一些局部問題上翻花樣,不顧全大局,經常返工惹麻煩,但容易得到老闆的好感;搞機械的工作量大,要全面綜合的的考慮整機的協調問題,可悲的是總是不討好。在老闆的眼光里,好象搞機械的沒什麼大不了,不就是拿個鉛筆那麼畫兩下而已,而搞電子的就不一樣了,那東西神秘,兩分錢就可以讓火車頭那麼大的機器動起來。
如果你有學機械的朋友,你就會了解機械不是誰都可以畫那麼簡單的,單看機械的那些課程,就能了解機械知識遠比電子知識復雜、嚴謹得多,在一個家用電器比如冰箱或是洗衣機里,機械佔了大部分工作,而電子只不過是在機械的基礎上玩的一些花樣而已,什麼定時、警報之類,全是花樣。機械設計牽涉了嚴謹廣泛的知識,而電子的知識,說不定從什麼《電子小製作 200例》之類的雜書上就可以得到。
不少老闆的重電子輕機械的觀念其實是不對的,或許你可以拿一支鉛筆畫出零件的圖紙來,可是你能算出這個零件能承受多大的壓力嗎?你知道你畫的零件在什麼樣的情況下會發生諧振嗎?發生諧振後又會對整機造成多大的傷害嗎?如果你想了解這些情況,你就非得花幾年時間啃幾本《機械原理》、《材料力學》、《····》等不可。而神秘的電子技術,到是在街上買幾本雜書就可以學會的,不要以為開玩笑,其實我們這些搞電子的傢伙最知道電子的底細。
你有沒有聽說過業余機械愛好者?或者是業余材料力學愛好者?應該說有,但很少,以至於要舉個例子都困難。
在我們的周圍有大把的業余無線電愛好者,業余電子愛好者,這是為什麼呢?這說明電子電路的幾個特點:很容易入門,另一個更大的特點是你只要學會一點點,你就可以發揮你的聰明才智,進行卓有成效的電路設計。
由此展開來,我們不禁要問:有沒有業余集成電路設計愛好者?
我留意了多時,想知道究竟有沒有業余集成電路設計愛好者,可是到目前還沒有找到,這使我很納悶,心中不免嘀咕:難道我是中國業余集成電路設計愛好者第一人?
做一個業余的集成電路設計愛好者在以前可能是天方夜談,讓人聽了的感覺就象聽到有業余洲際導彈愛好者一樣。但是時代不同了,造就業余集成電路設計師的外部條件已經具備了,只是這些條件來得太快了,以至於我們來不及反應過來。我們聽說的集成電路,好象都是要上千萬美圓的投資,可是,當我們今天早上從夢中醒來時,花上幾千元人民幣就可以讓晶元工廠把我們自己設計的集成電路給做出來了。
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晶元設計
完成了電路設計後,就可以開始考慮整個的晶元設計了。如果你的晶元不大,你可以用雙面線路板布線的方法設計你的晶元,用一些專用的軟體如 LEDIT等進行設計,先把用到的單元放到版面上,然後用鋁和多晶硅進行布線。如果你的晶元略微大一點,這將是一項艱苦的工作,
如果晶元更大一點,我們可以用電腦來進行自動布線,實際上我們主要考慮的實現布局布線的手段應該是自動布線,
有很多的軟體可以進行優良的自動布線,如cadence,mento graph, 然而軟體價格不菲,動輒20萬美圓的大有人在。
價格低一點而性能還不錯的軟體也不少,
甚至連免費的軟體也有,在這里自由軟體庫里,有一套 Alliance,它的布線性能就很不錯,其實用它來布線真有點大材小用,它是一套具有更強大功能的集成電路設計工具,我們暫且就事論事,討論它的布線工具,它的布線器很不錯,有很好的優化能力,它使用的庫的描述方法有點不同,但和其他軟體的描述方法也大同小異,我們可以編一段小程序進行轉換。和其他軟體相比有很大的不同的是它接收的線路圖的描述格式,竟然用的是C語言源程序的格式,幸好是源程序格式,這就給編寫轉換程序的編寫提供了一定的方便, workview中有一個專用的資料庫操作程序viewdate,應該可以完成這項工作。
我們可以設想遠程布線,以前宮敏先生舉過一個例子,說的是新疆的晶元設計師可以通過連網來運行安裝在上海主機上的珍貴的設計軟體,就是這個意思。
在進一步,甚至可以為系統編寫一些自動的功能,它自動的接收用戶用email形式發來的線路板文件,交給布線軟體布完線後再通過email 把結果發回給用戶,這樣就可以充分發揮高檔軟體的效率,而又不侵犯版權。有這些高檔軟體又有 email伺服器的單位可以提供這項免費或收費的服務。
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設計檢查
集成電路的設計好象並不復雜,而對設計好的版圖進行一次檢查,就不是那麼容易的了,我敢打賭,一個1萬管子的版圖,你花10年的時間也檢查不完。但這世界真奇妙,越是困難的事情,反而變得容易了。現在有很多軟體可以幫你檢查,你只要學會利用這些軟體就可以了。我的意思是,勸你不要嘗試用人工的方法來檢查一個略微大一點的版圖,人的腦子是用來創造的,用它來做一些重復煩瑣的工作,不但效率低下,更麻煩的是會惹出許多意想不到的錯誤來。
真正實用的版圖檢查軟體還是比較少的,Dracula 是其中的佼佼者,在沒有找到廉價實用的檢查軟體之前,我們可以考慮通過 email的委託檢查,讓有Dracula軟體的單位幫助做檢查工作。如果文件的格式規范,或許我可以說服一些單位用他們機器的空閑時間來為你服務。
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外部支持
最有效,最傳統的支持來自於書籍。你應該收集這方面的書籍。
新聞組、郵件列表、以及 email都可以廉價快速地從外界向你提供技術支持,這也是internet的好處之一。通過網路得到的支持在大部分時間是非常有效的,但它不是肯定和明確的,因為沒有任何人承擔必須幫助你的義務,他們熱心的幫助你的最起碼的條件是必須有空才行。
你要學會利用外界對你的支持,這些支持不是出於義務,而是出於熱心,你不要濫用這些熱情,在提出問題前,請多花一點精力研究一下你的問題,然後確切的提出你的問題。當以後有其他人問到類似的問題時,你也應該熱心的出來回答,介紹你解決問題的經驗。
獲得肯定和明確的幫助的方法是,你可以在你的附近找一家集成電路設計公司,以一定的代價獲得這些幫助。我在最初學習設計集成電路時,採用的方法是將項目委託給設計公司做,並要求他們把設計過程告訴我,好讓我有一個模仿的對象。
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ASIC和 PGP郵件列表介紹
郵遞列表是一種類似於新聞組的交流方式,由一群志同道合者組成,它比新聞組更便宜、更有針對性。參加了一個郵遞列表後,你就可以經常收到別人寄給這個郵遞列表的各種信息,你可以對各種問題發表你的看法,也可以提出新的建議、新的觀念、或是提出你遇到的困難,以得到別人的幫助。最難能可貴的是所有的操作都可以在免費的email帳戶上通過email 進行。
發出訂閱申請信後很快您就會收到一封確認信,直接回復此信,您就加入了郵件列表,以後,您就可以向這兩個郵遞列表投遞稿件、參與討論、尋求幫助、或是發表您想發表的任何高見,僅要求盡量圍繞主題,以照顧其他成員的興趣所在。
通過下面的表格你可以投遞、加入或是退出郵遞列表。請注意使用同一個email 帳號進行操作,在操作過程中如果遇到麻煩,請給我寫信,讓我從伺服器上幫您完成。查看已經存檔的文件需要上Internet網才能進行。
『陸』 半導體是什麼做什麼用的
自然界的物質按導電能力可分為導體、絕緣體和半導體三類。半導體材料是指室溫下導電性介於導電材料和絕緣材料之間的一類功能材料。靠電子和空穴兩種載流子實現導電,室溫時電阻率一般在10-5~107歐·米之間。通常電阻率隨溫度升高而增大;若摻入活性雜質或用光、射線輻照,可使其電阻率有幾個數量級的變化。1906年製成了碳化硅檢波器。
1947年發明晶體管以後,半導體材料作為一個獨立的材料領域得到了很大的發展,並成為電子工業和高技術領域中不可缺少的材料。特性和參數半導體材料的導電性對某些微量雜質極敏感。純度很高的半導體材料稱為本徵半導體,常溫下其電阻率很高,是電的不良導體。在高純半導體材料中摻入適當雜質後,由於雜質原子提供導電載流子,使材料的電阻率大為降低。這種摻雜半導體常稱為雜質半導體。雜質半導體靠導帶電子導電的稱N型半導體,靠價帶空穴導電的稱P型半導體。
不同類型半導體間接觸(構成PN結)或半導體與金屬接觸時,因電子(或空穴)濃度差而產生擴散,在接觸處形成位壘,因而這類接觸具有單向導電性。利用PN結的單向導電性,可以製成具有不同功能的半導體器件,如二極體、三極體、晶閘管等。
此外,半導體材料的導電性對外界條件(如熱、光、電、磁等因素)的變化非常敏感,據此可以製造各種敏感元件,用於信息轉換。半導體材料的特性參數有禁帶寬度、電阻率、載流子遷移率、非平衡載流子壽命和位錯密度。禁帶寬度由半導體的電子態、原子組態決定,反映組成這種材料的原子中價電子從束縛狀態激發到自由狀態所需的能量。電阻率、載流子遷移率反映材料的導電能力。非平衡載流子壽命反映半導體材料在外界作用(如光或電場)下內部載流子由非平衡狀態向平衡狀態過渡的弛豫特性。位錯是晶體中最常見的一類缺陷。位錯密度用來衡量半導體單晶材料晶格完整性的程度,對於非晶態半導體材料,則沒有這一參數。半導體材料的特性參數不僅能反映半導體材料與其他非半導體材料之間的差別,更重要的是能反映各種半導體材料之間甚至同一種材料在不同情況下,其特性的量值差別。
半導體材料的種類
常用的半導體材料分為元素半導體和化合物半導體。元素半導體是由單一元素製成的半導體材料。主要有硅、鍺、硒等,以硅、鍺應用最廣。化合物半導體分為二元系、三元系、多元系和有機化合物半導體。二元系化合物半導體有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化鎘、硒化鎘、碲化鋅、硫化鋅等)、Ⅳ-Ⅵ族(如硫化鉛、硒化鉛等)、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物。三元系和多元系化合物半導體主要為三元和多元固溶體,如鎵鋁砷固溶體、鎵鍺砷磷固溶體等。有機化合物半導體有萘、蒽、聚丙烯腈等,還處於研究階段。
此外,還有非晶態和液態半導體材料,這類半導體與晶態半導體的最大區別是不具有嚴格周期性排列的晶體結構。制備不同的半導體器件對半導體材料有不同的形態要求,包括單晶的切片、磨片、拋光片、薄膜等。半導體材料的不同形態要求對應不同的加工工藝。常用的半導體材料制備工藝有提純、單晶的制備和薄膜外延生長。
所有的半導體材料都需要對原料進行提純,要求的純度在6個「9」以上,最高達11個「9」以上。提純的方法分兩大類,一類是不改變材料的化學組成進行提純,稱為物理提純;另一類是把元素先變成化合物進行提純,再將提純後的化合物還原成元素,稱為化學提純。物理提純的方法有真空蒸發、區域精製、拉晶提純等,使用最多的是區域精製。化學提純的主要方法有電解、絡合、萃娶精餾等,使用最多的是精餾。
由於每一種方法都有一定的局限性,因此常使用幾種提純方法相結合的工藝流程以獲得合格的材料。絕大多數半導體器件是在單晶片或以單晶片為襯底的外延片上作出的。成批量的半導體單晶都是用熔體生長法製成的。直拉法應用最廣,80%的硅單晶、大部分鍺單晶和銻化銦單晶是用此法生產的,其中硅單晶的最大直徑已達300毫米。在熔體中通入磁場的直拉法稱為磁控拉晶法,用此法已生產出高均勻性硅單晶。在坩堝熔體表面加入液體覆蓋劑稱液封直拉法,用此法拉制砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等分解壓較大的單晶。懸浮區熔法的熔體不與容器接觸,用此法生長高純硅單晶。
水平區熔法用以生產鍺單晶。水平定向結晶法主要用於制備砷化鎵單晶,而垂直定向結晶法用於制備碲化鎘、砷化鎵。用各種方法生產的體單晶再經過晶體定向、滾磨、作參考面、切片、磨片、倒角、拋光、腐蝕、清洗、檢測、封裝等全部或部分工序以提供相應的晶片。在單晶襯底上生長單晶薄膜稱為外延。外延的方法有氣相、液相、固相、分子束外延等。
工業生產使用的主要是化學氣相外延,其次是液相外延。金屬有機化合物氣相外延和分子束外延則用於制備量子阱及超晶格等微結構。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金屬等襯底上用不同類型的化學氣相沉積、磁控濺射等方法製成。
半導體和絕緣體之間的差異主要來自兩者的能帶(band)寬度不同。絕緣體的能帶比半導體寬,意即絕緣體價帶中的載子必須獲得比在半導體中更高的能量才能跳過能帶,進入傳導帶中。室溫下的半導體導電性有如絕緣體,只有極少數的載子具有足夠的能量進入傳導帶。因此,對於一個在相同電場下的純質半導體(intrinsicsemiconctor)和絕緣體會有類似的電特性,不過半導體的能帶寬度小於絕緣體也意味著半導體的導電性更容易受到控制而改變。
純質半導體的電氣特性可以藉由植入雜質的過程而永久改變,這個過程通常稱為「摻雜」(doping)。依照摻雜所使用的雜質不同,摻雜後的半導體原子周圍可能會多出一個電子或一個電洞,而讓半導體材料的導電特性變得與原本不同。如果摻雜進入半導體的雜質濃度夠高,半導體也可能會表現出如同金屬導體般的電性。在摻雜了不同極性雜質的半導體接面處會有一個內建電場(built-inelectricfield),內建電場和許多半導體元件的操作原理息息相關。
除了藉由摻雜的過程永久改變電性外,半導體亦可因為施加於其上的電場改變而動態地變化。半導體材料也因為這樣的特性,很適合用來作為電路元件,例如晶體管。晶體管屬於主動式的(有源)半導體元件(activesemiconctordevices),當主動元件和被動式的(無源)半導體元件(passivesemiconctordevices)如電阻器(resistor)或是電容器(capacitor)組合起來時,可以用來設計各式各樣的集成電路產品,例如微處理器。
當電子從傳導帶掉回價帶時,減少的能量可能會以光的形式釋放出來。這種過程是製造發光二極體(light-emittingdiode,LED)以及半導體激光(semiconctorlaser)的基礎,在商業應用上都有舉足輕重的地位。而相反地,半導體也可以吸收光子,透過光電效應而激發出在價帶的電子,產生電訊號。這即是光探測器(photodetector)的來源,在光纖通訊(fiber-opticcommunications)或是太陽能電池(solarcell)的領域是最重要的元件。
半導體有可能是單一元素組成,例如硅。也可以是兩種或是多種元素的化合物(compound),常見的化合物半導體有砷化鎵(galliumarsenide,GaAs)或是磷化鋁銦鎵(,AlGaInP)等。合金(alloy)也是半導體材料的來源之一,如鍺硅(silicongermanium,SiGe)或是砷化鎵鋁(aluminiumgalliumarsenide,AlGaAs)等。
『柒』 什麼是有源元件
電子元器件工作時,如果其內部有電源存在,則這種器件叫做有源元件。
源元件包括獨立電源和受控電源兩大類。獨立電源包括電壓源和電流源,它們在電路中起激勵作用,可引起電路中其他元件的電流或電壓(響應),所以說獨立電源是任何一個完整電路中不可缺少的組成部分。
受控電源在電路中則不起激勵作用,它們的電流和電壓要受到電路中另外某個支路電流或電壓的控制。
(7)半導體中什麼叫做有源區擴展閱讀:
有源元件的電壓源分類
一、理想電壓源
理想電壓源簡稱為電壓源。是實際電壓源的一種理想化模型。理想電壓源兩端的電壓與通過它的電流無關,其電壓總保持為某個給定的時間函數。
理想電壓源一般具有以下特性:
(1)電壓us(t)的函數是固定的,不會因它所連接的外電路的不同而改變。如果電壓源沒有接外電路,這時電壓源處於開路狀態,Ⅰ為零值,電壓源兩端的電壓此時就稱為開路電壓。
(2)電壓源的電流隨與之連接的外電路的不同而不同,即電壓源的電流是隨負載的大小而變化的。
(3)電壓源的內阻為零,一個端電壓為零的電壓源僅相當於一條短路線。
(4)在功率允許的范圍內,相同頻率的電壓源串聯時可等效為一個同頻率的電壓源。
(5)一般情況下,電壓源是不允許並聯的,尤其是當電壓us(t)函數不同時更應注意,因為這時可能會引起電壓源之間的短路以致損壞電壓源。
二、實際電壓源
嚴格地說,理想電壓源並不存在,這是因為實際電壓源的內部總存在一定的內電阻。
『捌』 半導體激光器中有源區的寄生參數會隨著激光器的不同而變化嗎
要看最終做成什麼樣的激光器了。
『玖』 擴散區 什麼叫半導體的擴散區 還有有源區是什麼意思
黑龍江新大族激光設備有限公司地處冰城哈爾濱,是由中國激光行業幾位知版名專家,共同權投資組建的一家科技先導型激光應用設備製造商。主要研發製造銷售激光打標機,激光噴碼機,激光切割機,激光焊接機,氣動打標機,電動打標機,劃刻打標機,電化打標機,標牌列印機,油墨印刷產品等自動標記產品和工業激光應用設備。廣泛應用於軍工、機床及附件、五金工具、汽車及摩托車配件、儀器儀表、石油化工設備、金屬製品、電力設備、醫療設備、手機通訊、建築建材、金銀首飾、工藝禮品......
『拾』 半導體激光器 有源區的折射率為什麼和頻率有關
半導體激光器的調制帶寬是指可以輸出的或者載入的最高信號速率(對數字信號而言),或者是輸出(或載入的)模擬信號的最大帶寬。
提高激光器的調制帶寬,可以採取以下措施:
①有源區採用應變(抵償)多量子阱結構-量子阱激光器阱材料由於在平行於阱面方向受到雙軸壓應變和垂直於阱面方向的拉伸應變,其價帶頂的重空穴能級上升,而且這種價帶發生退簡並,使電子從自旋軌道分裂帶向重孔穴帶的躍遷幾率近似等於零,使室溫下的俄歇復合幾率減小,從而導致這種量子阱激光器的閾值電流下降,線寬增強因子減小以及弛豫振盪頻率、調制帶寬、微分增益系數顯著提高。
②有源區p型摻雜 p型摻雜可減小穿過SCH區域時的空穴輸運,這對高速量子阱器件是主要的限制;p型摻雜可以得到非常高的微分增益,並且使量子阱中載流子的分布更加均勻。 若有源區Zn摻雜濃度接近1018cm-3時,其3dB帶寬可達25GHz而且摻雜還可使器件的振盪頻率增加到30GHz腔長為300μm此外,重摻雜還有利於降低線寬增強因子和進一步提高微分增益,這些都有利於提高器件的調制特性。
③降低電學寄生參數-為了降低高速激光器的電學寄生參數,尤其是寄生電容,可採用半絕緣Fe-InP再生長掩埋技術,同時還需減小電極面積;採用自對准窄檯面結構(SA -CM以減小器件的寄生電容。人們還常利用填充聚醯亞胺的方法來減小寄生電容。
④提高激光器內部光子濃度和微分增益-增加激光器腔內的光子濃度,可增加本徵諧振頻率。利用DFB結構使激射波長與增益峰波長為負失諧(-10nm可以提高微分增益,這些都可以增加-3dB調制帶寬。 以上分析了限制半導體激光器高速調制特性的因素以及提高激光器調制帶寬的途徑,這些因素之間與其靜態特性之間是相互影響的所以在設計高速激光器時,還需考慮其他特性,如閾值、溫度特性等。