半導體器件分類以及常見的半導體器件
- 發布時間:2022-09-02 10:04:29
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半導體器件是導電性介于良導電體與絕緣體之間,利用半導體材料特殊電特性來完成特定功能的電子器件,可用來產生、控制、接收、變換、放大信 號和進行能量轉換。
半導體器件的半導體材料是硅、鍺或砷化鎵,可用作整流器、振蕩器、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(即晶體二極管)的基本結構是一個PN結。
半導體器件分類
晶體二極管
晶體二極管的基本結構是由一塊 P型半導體和一塊N型半導體結合在一起形成一個 PN結。在PN結的交界面處,由于P型半導體中的空穴和N型半導體中的電子要相互向對方擴散而形成一個具有空間電荷的偶極層。這偶極層阻止了空穴和電子的繼續擴散而使PN結達到平衡狀態。當PN結的P端(P型半導體那邊)接電源的正極而另一端接負極時,空穴和電子都向偶極層流動而使偶極層變薄,電流很快上升。如果把電源的方向反過來接,則空穴和電子都背離偶極層流動而使偶極層變厚,同時電流被限制在一個很小的飽和值內(稱反向飽和電流)。因此,PN結具有單向導電性。此外,PN結的偶極層還起一個電容的作用,這電容隨著外加電壓的變化而變化。在偶極層內部電場很強。當外加反向電壓達到一定閾值時,偶極層內部會發生雪崩擊穿而使電流突然增加幾個數量級。利用PN結的這些特性在各種應用領域內制成的二極管有:整流二極管、檢波二極管、變頻二極管、變容二極管、開關二極管、穩壓二極管(曾訥二極管)、崩越二極管(碰撞雪崩渡越二極管)和俘越二極管(俘獲等離子體雪崩渡越時間二極管)等。此外,還有利用PN結特殊效應的隧道二極管,以及沒有PN結的肖脫基二極管和耿氏二極管等。
雙極型晶體管
它是由兩個PN結構成,其中一個PN結稱為發射結,另一個稱為集電結。兩個結之間的一薄層半導體材料稱為基區。接在發射結一端和集電結一端的兩個電極分別稱為發射極和集電極。接在基區上的電極稱為基極。在應用時,發射結處于正向偏置,集電極處于反向偏置。通過發射結的電流使大量的少數載流子注入到基區里,這些少數載流子靠擴散遷移到集電結而形成集電極電流,只有極少量的少數載流子在基區內復合而形成基極電流。集電極電流與基極電流之比稱為共發射極電流放大系數。在共發射極電路中,微小的基極電流變化可以控制很大的集電極電流變化,這就是雙極型晶體管的電流放大效應。雙極型晶體管可分為NPN型和PNP型兩類。
場效應晶體管
場效應晶體管依靠一塊薄層半導體受橫向電場影響而改變其電阻(簡稱場效應),使具有放大信號的功能。這薄層半導體的兩端接兩個電極稱為源和漏??刂茩M向電場的電極稱為柵。
根據柵的結構,場效應晶體管可以分為三種:
①結型場效應管(用PN結構成柵極);
②MOS場效應管(用金屬-氧化物-半導體構成柵極,見金屬-絕緣體-半導體系統);
③MES場效應管(用金屬與半導體接觸構成柵極);其中MOS場效應管使用最廣泛。尤其在大規模集成電路的發展中,MOS大規模集成電路具有特殊的優越性。MES場效應管一般用在GaAs微波晶體管上。
在MOS器件的基礎上,又發展出一種電荷耦合器件 (CCD),它是以半導體表面附近存儲的電荷作為信息,控制表面附近的勢阱使電荷在表面附近向某一方向轉移。這種器件通??梢杂米餮舆t線和存儲器等;配上光電二極管列陣,可用作攝像管。
常見半導體器件
二極管:二極管是一種電子器件,具有兩不對稱電導的電極(故名“二極”),只允許電流由單一方向流過,所以最常應用其整流功能。在半導體性能被發現后,半導體二極管成為了世界上第一種半導體器件。
三極管:三極管,全稱應為半導體三極管,也稱雙極型晶體管、晶體三極管,是一種控制電流的半導體器件。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號,也用作無觸點開關。
場效應管:場效應管是電子產品的基本模塊之一,也是制造最為頻繁的元件。場效應管是數字和模擬集成電路中占主導作用的元件,也是常見的功率器件。場效應管已經實現集成,廣泛應用在存儲芯片和處理器中。
晶閘管:晶閘管是晶體閘流管的簡稱,又可稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅;晶閘管是PNPN四層半導體結構,它有三個極:陽極,陰極和門極; 晶閘管具有硅整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作,且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中。
以上幾種就是我們日常幾大常用的半導體電子元器件,在電子領域應用非常的廣泛,大家可以稍微了解下。
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