半导体元件 什么是半导体元件

小编 2024-10-10 设计资源 23 0

什么是半导体元件

所谓半导体,是指其导通电流的能力不如金属那样好,但却又不如绝缘体那样差的物质。所谓“电流”实质就是这种自由电子在导线中的移动,由于电子带负电荷,故电子移动方向与电流方向相反,在图下中,电流从阳极流向阴极,电子当然从阴移向阳极,虽然多数国家(如日本、中国等>是这样规定电流方向的,也有些国外书籍,把电子移动方向约定为电流方向的。

半导体的种类有本征半导体,P型半导体,N型半导体,半导体工程学是基础,若不理解半导体工程学,就不能理解二极管,当然也不能完全理解晶体管和场效应管(FET)等半导体器件。

(1)本征半导体,硅和锗都是半导体,而纯硅和锗(11个9的纯度)晶体称本征半导体,硅和锗为4价元素,其晶体结构稳定。

(2)P型半导体、P型半导体是在4价的本征半导体中混入了3价原子,极少量〈一千万份之一以下)的铟作成的晶体,由于3价原子进入4价原子中,因此作为晶体管结构就产生缺一个电子的部分,由于缺少电子,所以带正电,P型的“P”,正是取“Positive(正)”一词的第一个字母。

(3)N型半导体、若把5价的原子,砷混入4价的本征半导体中,会变得怎样?与上述相反,将产生多余1个电子状态的结晶,并显出带负电。这就是N型半导体,“N”便是从“Negative(负)”中取的第一个字母。

半导体器件种类、半导体虽然有本征半导体,N型半导体、P型半导体三类,但实际上只使用了P型和N型半导体,由P型半导体或N型半导体单体构成的产品,有热敏电阻器,正温度系数热敏电阻器、压敏电阻器等电阻体,由P型与N型半导体结合而构成的单结半导体元件,最常见的便是二极管,此外,FET也是单结元件,PNP或NPN以及形成双结的半导体元件就是晶体管,除单结、双结器件外,还有PNPN4层厂结构(如晶闸管)甚至也可形成NPNPN的5层结构。

半导体元器件有哪些

晶体二极管

晶体二极管的基本结构是由一块 P型半导体和一块N型半导体结合在一起形成一个 PN结。在PN结的交界面处,由于P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子要相互向对方扩散而形成一个具有空间电荷的偶极层。这偶极层阻止了空穴和电子的继续扩散而使PN结达到平衡状态。当PN结的P端(P型半导体那边)接电源的正极而另一端接负极时,空穴和电子都向偶极层流动而使偶极层变薄,电流很快上升。如果把电源的方向反过来接,则空穴和电子都背离偶极层流动而使偶极层变厚,同时电流被限制在一个很小的饱和值内(称反向饱和电流)。因此,PN结具有单向导电性。

此外,PN结的偶极层还起一个电容的作用,这电容随着外加电压的变化而变化。在偶极层内部电场很强。当外加反向电压达到一定阈值时,偶极层内部会发生雪崩击穿而使电流突然增加几个数量级。利用PN结的这些特性在各种应用领域内制成的二极管有:整流二极管、检波二极管、变频二极管、变容二极管、开关二极管、稳压二极管(曾讷二极管)、崩越二极管(碰撞雪崩渡越二极管)和俘越二极管(俘获等离子体雪崩渡越时间二极管)等。此外,还有利用PN结特殊效应的隧道二极管,以及没有PN结的肖脱基二极管和耿氏二极管等。

双极型晶体管

它是由两个PN结构成,其中一个PN结称为发射结,另一个称为集电结。两个结之间的一薄层半导体材料称为基区。接在发射结一端和集电结一端的两个电极分别称为发射极和集电极。接在基区上的电极称为基极。在应用时,发射结处于正向偏置,集电极处于反向偏置。通过发射结的电流使大量的少数载流子注入到基区里,这些少数载流子靠扩散迁移到集电结而形成集电极电流,只有极少量的少数载流子在基区内复合而形成基极电流。集电极电流与基极电流之比称为共发射极电流放大系数。在共发射极电路中,微小的基极电流变化可以控制很大的集电极电流变化,这就是双极型晶体管的电流放大效应。双极型晶体管可分为NPN型和PNP型两类。

场效应晶体管

它依靠一块薄层半导体受横向电场影响而改变其电阻(简称场效应),使具有放大信号的功能。这薄层半导体的两端接两个电极称为源和漏。控制横向电场的电极称为栅。

根据栅的结构,场效应晶体管可以分为三种:

①结型场效应管(用PN结构成栅极);

②MOS场效应管(用金属-氧化物-半导体构成栅极,见金属-绝缘体-半导体系统);

③MES场效应管(用金属与半导体接触构成栅极);其中MOS场效应管使用最广泛。尤其在大规模集成电路的发展中,MOS大规模集成电路具有特殊的优越性。MES场效应管一般用在GaAs微波晶体管上。

在MOS器件的基础上,又发展出一种电荷耦合器件 (CCD),它是以半导体表面附近存储的电荷作为信息,控制表面附近的势阱使电荷在表面附近向某一方向转移。这种器件通常可以用作延迟线和存储器等;配上光电二极管列阵,可用作摄像管。

到这里,关于《半导体元器件有哪些》已经说完了,该内容是云汉芯城小编通过网络搜集资料整理而成,如果你还想了解更多关于电子元器件的相关知识及电子元器件行业实时市场信息,

敬请关注微信公众号【云汉芯城】

(素材来自网络,由云汉芯城小编搜集网络资料编辑整理,如有问题请联系处理!)

相关问答

半导体器件都包括哪些?

半导体器件包括各种电子元件,主要分为二极管、场效应管、晶体管、集成电路等。二极管是一种具有单向导电性的电子器件,有正向导通和反向截止两种状态。场效应...

半导体及电子元器件有什么区别,怎么区分?

共同点都是晶体,不同就有很多,1.二极管只有一个PN结,2.三极管有两个PN结,相当于两个二极管背对背合成一个.就是(PNP/NPN)基极,发射极,集电极)3.场效应管相当于...

半导体器件有哪四种基础结构_作业帮

[最佳回答]半导体器件四种基础结构:1.金属-半导体界面;2.p-n结;3.异质结界面;4.金属-绝缘体-半导体结构.如果帮上了你的忙,还望采纳答案!半导体器件四种基础...

半导体材料包括哪些材料?-懂得

导电性能介于导体与绝缘体之间材料,我们称之为半导体。在电子器件中,常用的半导体材料有:元素半导体,如硅(Si)、锗(Ge)等;化合物半导体,如砷化镓(Ga...

半导体器件是什么器件?

半导体器件是一种利用半导体材料构建的电子器件,包括晶体管、二极管、集成电路等。它们在电子电路中起着重要作用,能够控制电流和电压,实现放大、开关、调节等...

半导体器件是什么?半导体器件是什么?有什么?

半导体器件是(有源)器件。半导体器件从电学特征分为(双极型器件)和(场效应器件),从器件形式分为(分立器件)和(集成器件——集成电路)。该问题提得不...半导...

电子元件是半导体吗?

并不全都是,电子元件包括集成电路元件和分立电路元件两大类.第一类,集成电路元件应该包括集成电路、大规模集成电路和二次集成电路.这里主要指大规模集成电路...

半导体的材料?

半导体材料(semiconductormaterial)是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料,其电...

半导体器件中经常用的半导体材料的是?

在半导体器件中,经常使用的半导体材料包括以下几种:1.硅(Silicon):硅是最常用的半导体材料之一,被广泛应用于各种半导体器件中。硅具有良好的热稳定性、...

半导体功率器件和芯片的区别?

半导体功率器件是指半导体元件,其可以将电能转换为功率。一般来说,它们用来控制和调节电压、电流和功率,并将电能转换为机械能。半导体功率器件可以用来实现压...