什么是半导体元器件?

什么是半导体元器件?,第1张

锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,叫做半导体

半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件(热敏电阻);利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件,像光电池、光电管和光敏电阻等。

半导体还有一个最重要的性质,如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件,如半导体二极管、三极管等。

把一块半导体的一边制成P型区,另一边制成N型区,则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层,一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用(用黑色箭头表示)。中间部分为PN结的形成过程,示意载流子的扩散作用大于漂移作用(用蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场的方向)。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。

所谓半导体就是指导电性能介于金属导体和绝缘体之间的物质,一般是固体(如锗、硅和某些化合物),其中杂质含量和外界条件的改变(如温度变化、受光照射等)都会使其导电性发生变化。 目前半导体元件包括 : 二极管、三极管、场效应管、晶闸管、达林顿管、LED以及含有半导体管的集成块、芯片等。 ① 二极管: 二极管,(英语:Diode),电子元件当中,二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。 ② 三极管: 由三个电极组成的一种电子元件。有电子管三极管和半导体三极管两种。电子管三极管由屏极、栅极、阴极组成;半导体三极管由集电极、基极、发射极组成。 ③ 场效应管: 场效应管属于电压控制元件,这一点类似于电子管的三极管,但它的构造与工作原理和电子管是截然不同的,与双极型晶体管相比,场效应晶体管具有如下特点: (1)场效应管是电压控制器件,它通过UGS来控制ID; (2)场效应管的输入端电流极小,因此它的输入电阻很大。 (3)它是利用多数载流子导电,因此它的温度稳定性较好; (4)它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数; (5)场效应管的抗辐射能力强; (6)由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声,所以噪声低。 ④ 晶闸管: 晶闸管导通条件为:加正向电压且门极有触发电流;其派生器件有:快速晶闸管,双向晶闸管,逆导晶闸管,光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件,在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示(旧标准中用字母“SCR”表示)。 ⑤ 达林顿管 达林顿管原理 达林顿管又称复合管。它将二只三极管适当的连接在一起,以组成一只等效的新的三极管。这等效于三极管的放大倍数是二者之积。达林顿管的应用: (1)用于大功率开关电路、电机调速、逆变电路。 (12驱动小型继电器 利用CMOS电路经过达林顿管驱动高灵敏度继电器的电路,如右上图所示。虚线框内是小功率NPN达林顿管FN020。 (3)驱动LED智能显示屏 ⑥ LED二极管 发光二极管(LightEmitting Diode,LED),是一种半导体组件。初时多用作为指示灯、显示发光二极管板等;随着白光LED的出现,也被用作照明。 LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。 以上就是简单整理的几大常用的半导体电子元器件,在电子领域应用非常的广泛,大家可以了解下。 本文由IC先生网编辑整理,有任何问题欢迎交流讨论。

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。


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