闭合电路中,由于两点间存在温差而出现的电位差叫做热电压(Thermal voltage)。也称为温度的电压当量。
电学中常用的热电压VT=kT/q,具有正的温度系数。而三极管的BE结电压VBE具有负的温度系数,二者的平衡可以产生一个在某一温度下温度系数为零的基准电压。
当T=300K时,根据k(k=1.38×10J/K)和q(q=1.6×10C)的数值可求得kT/q≈0.026V。该电压与温度有关,用VT表示。在二极管和三极管的研究中,该物理量可以表示扩散系数和迁移率的内在联系,也表示载流子在半导体中定向运动的难易程度。VT=Dp/μp=Dn/μn。
扩展资料
电压当量基本内容
温度电压当量,与热力学温度成正比,二极管的温度电压当量表示为:UT=kT/qT为热力学温度,单位是K,T=t+273,其中t为摄氏温度。
q是电子的电荷量,q=1.6021892×10-19C;k为玻耳兹曼常数,K=1.3806505×10-23J/K。在室温27°C左右时,(T=300K),温度电压当量为UT≈26mV。
DP:digital power,数字电源;
DA:die attach, 焊片;
FC:flip chip,倒装。
半导体封装简介:
1、半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成。半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。
2、封装过程为:来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后,被切割为小的晶片(Die),然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板(引线框架)架的小岛上,再利用超细的金属(金、锡、铜、铝)导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘(Bond Pad)连接到基板的相应引脚(Lead),并构成所要求的电路;然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护,塑封之后,还要进行一系列 *** 作,如后固化(Post Mold Cure)、切筋和成型(Trim&Form)、电镀(Plating)以及打印等工艺。
3、封装完成后进行成品测试,通常经过入检(Incoming)、测试(Test)和包装(Packing)等工序,最后入库出货。
4、典型的封装工艺流程为:划片、装片、键合、塑封、去飞边、电镀、打印、切筋和成型,外观检查、成品测试、包装出货。
当 N 型半导体和 P 型半导体材料首次结合在一起时,PN 结两侧之间存在非常大的密度梯度。结果是,来自施主杂质原子的一些自由电子开始迁移穿过这个新形成的结,以填充 P 型材料中的空穴,从而产生负离子。然而,由于电子已经从 N 型硅穿过 PN 结移动到 P 型硅,它们在负侧留下带正电的施主离子 ( N D ),现在来自受主杂质的空穴迁移穿过反方向的结进入有大量自由电子的区域。
结果,沿结的 P 型电荷密度被带负电的受体离子( N A )填充,沿结的 N 型电荷密度变为正。这种跨越 PN 结的电子和空穴的电荷转移称为扩散。这些 P 层和 N 层的宽度取决于每一侧分别掺杂受主密度N A和施主密度N D的程度。
这个过程来回持续,直到已经穿过结的电子数量具有足够大的电荷以排斥或阻止任何更多的电荷载流子穿过结。最终将出现平衡状态(电中性情况),当供体原子排斥空穴而受体原子排斥电子时,在结区域周围产生一个“势垒”区域。
由于没有自由电荷载流子可以停留在存在势垒的位置,因此与远离结的 N 和 P 型材料相比,结两侧的区域现在完全耗尽了任何更多的自由载流子。PN 结周围的这个区域现在称为耗尽层。
PN 结每一侧的总电荷必须相等且相反,才能在结周围保持中性电荷状态。如果耗尽层区域的距离为D,则它因此必须在正极侧穿透Dp的距离,在负极侧穿透Dn的距离,给出两者之间的关系: Dp*N A = Dn*N D 以保持电荷中性也称为平衡。
由于 N 型材料失去了电子而 P 型材料失去了空穴,因此 N 型材料相对于 P 型变为正。然后,在结的两侧存在杂质离子会导致在该区域上建立电场,N 侧相对于 P 侧处于正电压。现在的问题是,自由电荷需要一些额外的能量来克服现在存在的势垒,才能穿过耗尽区结。
在PN结的两端之间施加一个合适的正向电压(正向偏压)可以为自由电子和空穴提供额外的能量。克服目前存在的这种势垒所需的外部电压在很大程度上取决于所使用的半导体材料的类型及其实际温度。
通常在室温下,硅耗尽层两端的电压约为 0.6 – 0.7 伏,锗约为 0.3 – 0.35 伏。即使设备没有连接到任何外部电源,这种势垒也始终存在,如二极管所示。
这种跨结的内置电位的意义在于它反对空穴和电子穿过结的流动,这就是为什么它被称为势垒的原因。在实践中,PN 结是在单晶材料中形成的,而不是简单地将两个单独的部件连接或熔合在一起。
这一过程的结果是 PN 结具有整流电流-电压(IV 或 I-V)特性。电触点熔接到半导体的任一侧,以现与外部电路的电连接。制成的电子器件通常称为PN 结二极管或简称为信号二极管。
然后我们在这里看到,可以通过将不同掺杂的半导体材料连接或扩散在一起来制造 PN 结,以生产称为二极管的电子器件,该器件可用作整流器、所有类型的晶体管、LED、太阳能电池的基本半导体结构,以及更多这样的固态设备。
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