半导体有哪些

半导体有哪些,第1张

锗、硅、硒、砷化镓、许多金属氧化物和金属硫化物等。其导电性介于导体和绝缘体之间的半导体称为半导体。

半导体有一些特殊的性质。例如,可以利用半导体的电阻率与温度的关系来制作热敏元件(热敏电阻),用于自动控制;利用其光敏特性,可制成光敏元件用于自动控制,如光电池、光电池、光敏电阻等。

半导体还有一个最重要的特性。如果在纯半导体物质中适当掺入少量杂质,其电导率将增加数百万倍。这一特性可用于制造各种半导体器件,如半导体二极管、三极管等。

当半导体的一面做成P型区,另一面做成N型区时,在结附近形成一层具有特殊性质的薄层,一般称为PN结。图的上半部分分为P型半导体和N型半导体界面两侧的载流子扩散(用黑色箭头表示)。中间部分是PN结的形成过程,表示载流子的扩散效应大于漂移效应(蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场方向)。下部是PN结的形成。代表扩散和漂移之间的动态平衡。

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。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。半导体器件的种类: 一、分立器件1、 二极管A、一般整流用B、高速整流用:①FRD(Aast Recovery Diode:高速恢复二极管)②HED(Figh Efficiency Diode:高速高效整流二极管)③SBD(Schottky Barrier Diode:肖特基势垒二极管)C、定压二极管(齐纳二极管)D、高频二极管①变容二极管②PIN二极管③穿透二极管④崩溃二极管/甘恩二极管/骤断变容二极管2、 晶体管①双极晶体管②FET(Fidld Effect Transistor:场效应管)Ⅰ、接合型FETⅡ、MOSFET③IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极晶体管)3、 晶闸管①SCR(Sillicon Controllde Rectifier:硅控整流器)/三端双向可控硅②GTO(Gate Turn off Thyristor:栅极光闭晶闸管) ③LTT(Light Triggered Thyristor:光触发晶闸管)二、光电半导体1、LED(Light Emitting Diode:发光二极管)2、激光半导体3、受光器件①光电二极管(Photo Diode)/太阳能电池(Sola Cell)②光电晶体管(Photo Transistor)③CCD图像传感器(Charge Coupled Device:电荷耦合器)④CMOS图像传感器(complementary Metal Oxide Semiconductor:互补型金属氧化膜半导体)4、光耦(photo Relay)①光继电器(photo Relay)②光断路器(photo Interrupter)5、光通讯用器件三、逻辑IC1、通用逻辑IC2、微处理器(Micro Processor)①CISC(Complex Instruction Set Computer:复杂命令集计算机)②RISC(Reduced instruction SET Computer:缩小命令集计算机)3、DSP(Digital Signal processor:数字信号处理器件)4、AASIC(Application Specific integrated Circuit:特殊用途IC)①栅陈列(Gate-Array Device)②SC(Standard Cell:标准器件)③FPLD(Field programmable Logic Device:现场可编程化逻辑装置)5、MPR(Microcomputer peripheral:微型计算机外围LSI)6、系统LSI(System LSI)四、模拟IC(以及模拟数字混成IC)1、电源用IC2、运算放大器(OP具Amp)3、AD、DA转换器(AD DA Converter)4、显示器用驱动器IC(Display Driver IC)五、存储器1、DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)2、SRAM(Static Random Access Memory:静态随机存取储器)3、快闪式存储器(Flash Memory)4、掩模ROM(mask Memory)5、FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory:强介电质存储器)6、MRAM(Magnetic Random Access Memory:磁性体存储器)

二极管的基本特性就是单向导电性。检修测量时通过两个方向的截止和导通情况来判断是否损坏。二极管的主要参数有反向电压、持续正向电流、正向导通电压、耗散功率和反向恢复时间(决定适用工作频率)。不同型号的二极管,维修替换时要全面考虑这些参数,用于替换的元件参数须与元件参数相同或高出原件。

二极管的正向压降使用数字万用表的二极管测试挡可以测出,一般在0.4~0.8V之间,肖特基二极管的导通电压可以低至0.2V,在需要低电压降的场合大量应用,维修时选择替换型号尤其要引起注意。

三极管是电流控制型半导体器件,是透过基极的小电流来控制集电极相对大电流的元件。三极管有三个工作状态:截止状态、放大状态和饱和状态。因为运算放大器的广泛使用,在工控电路板中使用三极管用作模拟放大的电路已不多见,三极管的最常见用法是使用它的饱和截止状态做开关信号驱动。

场效应管的外观封装和三极管相同。场效应管属于电压控制型半导体器件,即通过控制栅极和源极电压大小来控制漏极和源极的导通情况,场效应管的栅极输入阻抗非常高。根据结构的不同,场效应管又分为P沟道和N沟道两种类型。

维修时,需要关注的几个场效应管的主要参数如下。

V DSS (漏-源电压):场效应管工作时,漏极-源极之间的电压应低于此电压;

V GS (栅极-源极电压):在栅极和源极所加控制电压的极限;

I D (漏极持续电流):场效应管导通时,漏极能持续通过的最大电流;

R DS ( ON ) (漏-源通态电阻):当漏极和源极导通后,它们之间的电阻值;

VGS(TO)栅-源阈值电压:既要使场效应管导通,加在栅极和源极之间的最小电压。

晶闸管也称可控硅,也是电流型控制半导体器件,如图1.39(a)所示,控制极和阴极之间的电阻比较小,通过施加控制极G和阴极K之间的电流来控制阳极A和阴极K之间的导通。晶闸管的特点是“一触即发”,就是在G和K之间加上电流后,A和K导通,即使去除G和K之间的电流,阳极和阴极也会维持导通。如果要关断A和K,就要断开加在A上的电压或减小A、K之间的回路电流至足够小才行。


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