半导体基本概念

半导体基本概念,第1张

半导体是一种电导率在绝缘体至导体之间的物质,其电导率容易受控制,可作为信息处理的元件材料。从科技或是经济发展的角度来看,半导体非常重要。很多电子产品,如计算机、移动电话、数字录音机的核心单元都是利用半导体的电导率变化来处理信息。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

基本简介

半导体

顾名思义:常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料,叫做半导体(semiconductor)。

物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等,称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。

半导体的分类,按照其制造技术可以分为:集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,虽然不常用,单还是按照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。

基本定义

电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。

半导体室温时电阻率约在10E-5~10E7欧·米之间,温度升高时电阻率指数则减小。

半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。

锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物(硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

半导体(东北方言):意指半导体收音机,因收音机中的晶体管由半导体材料制成而得名。

本征半导体

不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对,均能自由移动,即载流子,它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子 - 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。

分立功率器件按照功率的大小划分为大功率半导体器件和中小功率半导体器件。具体来说,大功率晶闸管专指承受电流值在200A 以上的晶闸管产品;大功率模块则指承受电流25A 以上的模块产品;大功率IGBT、MOSFET 指电流超过50A 以上的IGBT、MOSFET 产品。

1956 年美国贝尔实验室(Bell Lab)发明了晶闸管,国际上,70 年代各种类型的晶闸管有了很大发展,80 年代开始加快发展大功率模块,同时各种大功率半导体器件在欧美日有很大的发展,90 年代IGBT 等全控型器件研制成功并开始得到应用。

在国内,60 年代晶闸管研究开始起步,70 年代研制出大功率的晶闸管,80年代以来,大功率晶闸管在中国得到很大发展,同时开始研制模块;本世纪以来,开始少量引进超大功率晶闸管(含光控晶闸管)技术;近年来国家正在逐步引进IGBT、MOSFET 技术。中国宏观经济的不断成长,带动了大功率半导体器件技术的发展和应用的不断深入。

晶闸管、模块、IGBT 的发明和发展顺应了电力电子技术发展的不同需要,是功率半导体发展历程中不同时段的重要标志产品,他们的应用领域、应用场合大部分不相同,小部分有交叉。在技术不断发展和工艺逐步改善的双重推动下,[1]大功率半导体器件将向着高电压、大电流、高频化、模块化、智能化的方向发展。在10Khz 以下、大功率、高电压的场合,大功率晶闸管和模块具有很强的抗冲击能力及高可靠性而占据优势,同时又因成本较低、应用简单而易于普及。在10Khz 以上、中低功率场合,IGBT、MOSFET 以其全控性、适用频率高而占据优势。

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电子胶介绍——有机硅密封胶和有机硅灌封胶!

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胶粘剂的种类有很多很多,应用在生活的方方面面,也给工作和生活带去很多便利。下面小编给大家介绍其中的一种应用胶水-----电子胶!

什么是电子胶?

电子胶是一个广泛的称呼,主要用于电子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保护。

电子胶的主要代表为有机硅密封胶和有机硅灌封胶。

室温硫化硅橡胶或有机硅凝胶用于电子电气元件的灌封,可以起到防潮、防尘、防腐蚀、防震的作用,并提高使用性能和稳定参数,而且其在硫化前是液体,便于灌注,使用方便。

应用有机硅凝胶进行灌封时,不放出低分子,无应力收缩,可深层硫化,无任何腐蚀,硫化后成透明d性体,对胶层里所封装的元器件清晰可见,可以用针刺到里面逐个测量元件参数,便于检测与返修。室温硫化的泡沫硅橡胶用于电子计算机内存储器磁芯板,经震动、冲击、冷热交变等多项测试完全符合要求。

加成型室温硫化硅橡胶的基础上制得的耐燃灌封胶,用于电视机高压帽及高压电缆包皮等制品的模制非常有效。对于不需要进行密闭封装或不便进行浸渍和灌封保护时,可采用单组分室温硫化硅橡胶作为表面涂覆保护材料。一般电子元器件的表面保护涂覆均用室温硫化硅橡胶,用加成型有机硅凝胶进行内涂覆。

近年来,玻璃树脂涂覆电子电器及仪表元件的应用较为广泛。

电子胶的分类

有机硅密封胶

有机硅密封胶是单组份、不流淌膏状、脱醇型室温硫化硅橡胶。是通过空气中的水份发生缩合反应放出低分子引起交联固化,而硫化成高性能d性体。具有卓越的抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能。并具有优异的绝缘、防潮、抗震、耐电晕、抗漏电和耐化学介质性能,可持续使用在-60~~200°C且保持性能。能对电子元器件起密封粘接作用并对周边环境不产生污染,完全符合欧盟ROHS指令要求。

用途

本品适用于工业生产中的各种结构性粘接密封

汽车车厢中钢板的结构粘接;

TV、电源、CRT显像管、DY偏转线圈等高电压部分的绝缘粘接和密封;

PCB 敏感元件、电容、三极管等的固定及粘接;

冰箱、微波炉、电磁炉、线路板、电子元器件、太阳能领域粘接密封;

精巧电子配件的防潮、防水封装汽车前灯垫圈密封;

电厂管道内贴耐磨陶瓷片、窗框安装玻璃的粘接密封加固;

对大多数金属和非金属材料的d性粘接,特别适用于对温度有特殊要求环境下的d性粘接;

有机硅灌封胶

有机硅灌封胶是单组份、低粘度、脱醇型室温固化有机硅高温粘接灌封胶。是通过空气中的水份发生缩合反应放出低分子引起交联固化,而硫化成高性能d性体。具有卓越的抗冷热变化、抗应力变化等性能,耐高低温,在高温长期保持d性和稳定,抗紫外线,耐老化。并具有优异的绝缘、防潮、抗震、耐电晕、抗漏电和耐化学介质性能。能对电子元器件起密封粘接作用并对周边环境不产生污染,完全符合欧盟ROHS指令要求。

用途

本品适用于工业生产中的各种结构性粘接灌封

电源供应器、LED模块灌封;光电显示器、电子元器件、电器模块、半导体器材、线路板防水防潮电灯泡外表面等涂覆;薄层灌封绝缘保护;精巧电子配件的防潮、防水封装、绝缘及各种电路板的涂层保护;电气及通信设备的防水涂层LED、Display模块及象素的防水封装;对金属和非金属材料的d性粘接各种光学仪器、化工设备、视镜、电气设备、小家电等的灌封水下仪表的防水、防震粘接各种电子电器传感器的d性粘接灌封;普通小型或薄层的灌封。

使用说明

1、清洁表面

将被粘或被涂覆物表面清理干净,并除去锈迹、灰尘和油污等。

2、施胶

拧开(或削开)胶管盖帽,将胶液挤到已清理干净的表面,使之分布均匀,将被粘面合拢固定。

3、固化

将被粘好或密封好的部件置于空气中让其自然固化。固化过程是一个从表面向内部的固化过程,在24小时以内(室温及55%相对湿度)如果胶将固化2~4mm的深度,如果施胶位置较深,尤其是不容易接触到空气的部位,完全固化的时间将会延长,如果温度较低,固化时间也将延长,6mm 厚密封胶完全固化需7天以上时间。

4、存放

未用完的胶应立即拧紧盖帽,密封保存。再次使用时,若封口处有少许结皮,将其去除即可,不影响正常使用。胶在贮存过程中,管口部也有可能出现少量的固化现象,将之清除后可正常使用,不影响产品性能。

以上就是小编介绍的电子胶的分类和使用介绍,更多的关于胶水的相关资讯可以直接咨询我们哦!

编辑于 2022-07-25 · 著作权归作者所有

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半导体,最特别之处在于它的单向导电性能。“半导体”因此得名。就是说,电流只能向一个方向流动,而不能返回。半导体所使用的晶体,通常是由锗或者硅材料制作的。由于硅材料成本较低,所以硅管使用最广泛。

利用半导体单向导电性能制作的晶体二极管,可以将交流电变为直流电。用于电子电路,可起到检波、整形、阻尼、稳压等作用。

若干晶体管和电阻组成功能电路,集成到一个芯片之中,就是所谓的集成电路。例如一只电脑处理器(CPU)里面的晶体管就多达上万只!


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