什么是半导体?

半导体是电子元件的主要原材料。它是由硅,砷,锗,镓等为半导体材料,它是介入导电体与绝缘体之间的一种化和物质,它是一切电子元件制作的最佳材料,它的导电性能随着温升而增强,恰恰与金属导体性能相反,用它制作的电子三极管,对电子频率能产生放大和缩小的功能,常用的电子三极管有PNP型和NPN型,现代它的用途非常广泛,如1C集成电路,手机芯片,电子二极管,三极管,电阻,等电子元件,通常把它们制作的晶体管称为锗管,硅管等型号,随着科学家们对半导体材料不断地开发,新型的材料应运而生,如砷化镓等材料,用它研发的微波与光电电子元件,推动了现代微波与光电技术的发展。

芯片、半导体、集成电路的区别是什么?

芯片是半导体元件产品的统称;是集成电路的载体。半导体,指常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。集成电路是采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电容、电阻等元件及布线互连一起,制作在一小块半导体晶片或介质基片,封装在一个管壳内,成为具有一定功能的微型结构。芯片和集成电路之间的区别芯片一般是指你肉眼能够看到,长满很多小脚或者脚看不到,但是很明显的方形的那块东西,它和集成电路要表达的侧重点不同,集成电路范围要广多了,把一些电阻电容二极管集成到一起就算是集成电路了,可能是一块模拟信号转换的芯片,也可能是一块逻辑控制的芯片,但是总得来说,这个概念更加偏向于底层的东西。

芯片为半导体材料,为什么以前收音机也叫半导体?

芯片为半导体材料,为什么以前收音机也叫半导体?★因为以前的收音机用的元器件都是半导体二极管、半导体三极管。人们习惯用高大上的名称来记忆新鲜事物,让大家记忆犹新,这并不稀奇古怪。▲建国初期,我国半导体技术一穷二白,1957年,当时最早的从事半导体研究的是刚回国的林兰英先生,他负责材料制备工作,团队共同努力下,成功研制了锗材料的半导体掺杂的锗单晶,随后由北京电子管厂在1958年,成功完成锗晶体管的批量生产和后期的规模制造。

由此中国半导体收音机诞生了。收音机被叫做半导体是因为里面主要元器件是晶体二极管、晶体三极管,而这些晶体管又分为锗材料和硅材料。二极管在收音机主要用来检波、整流、稳压;晶体三极管主要用来信号输入调谐振荡及中频465kHz放大,经过检波二极管后,最后用低频三极管再将音频信号放大还原成人体耳朵能听到的,频率为20~20000赫兹的声音。

▲要说半导体就得知道什么是半导体,知道半导体的一些基本特性。晶体管是由半导体材料做成的。要了解晶体管的工作原理特性,很自然地要先了解半导体的特性。物体从传导电的角度出发,可以分为三类:1、导电体→这种物体具有良好的导电本领,如金属中铜、银、铝、铁、镍和金等都是人们熟知的良好导电体。2、绝缘体→这种物体没有导电的本领(或者说导电能力其微弱),如玻璃、橡皮、塑料、胶木和石英等都是绝缘体。

3、半导体→这种物体既不象导电体那样容易导电,也不绝缘体那样不导电,它的导电能力介于导电体与绝缘体之间,如锗、硅、砷化镓和许多金属氧化物及金属硫化物等都属于半导体。我们知道物质都是由分子构成的,分子又是由原子构成的,从原子排列的形式来看,可以把物质分成二大类……晶体和非晶体体。▲晶体通常具有特殊的外形,它内部的原子按着一定规律整齐地排列着。

而非晶体内部的原子排列则是杂乱的,没有规律的。由于绝大多数半导体是晶体,因而往往把半导体材料就称为晶体。晶体管的名称就是这样得来的。半导体之所以能做成晶体管,并不是由于它的导电能力介于导体与绝缘体之间这一性质,而在于它具有下述的一些独特性质;(1)半导体的导电能力随外界条件的变化会有显著的不同。例如:当照射在半导体上的光线改变时,或者半导体所处的环境温度变化时,半导体的导电能力均将随着发生显著的改变。

利用半导体的这种特性,可以制成各种光敏元件(如光敏电阻、光敏二极管,光敏三极管等)和热敏元件(如热敏电阻等)。(2)在纯净的半导体(又叫本征半导体)中适当地掺入极微量的外来杂质,则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加,这是半导体最突出最显著的性质。利用半导体的这个特性,可以制造出各种不同性质、不同用途的晶体管。

▲P型半导体和N型半导体人们为了获得某种纯净的材料,杂质就成了讨厌的东西。杂质多,就意味着这材料质量不够好。但是,在半导体中掺有一定的杂质,却能达到预期的效果。掺杂有主杂质的半导体叫做N型半导体,掺有受主杂质的半导体叫做P型半导体。对于锗和硅半导体来说,最常用的施主杂质是锑、磷和砷等,常用的受主杂质有铟、铝、镓和硼等。

▲芯片为半导体元器件产品的统称。是半导体集成电路的一个最前沿的科技产品。芯片制作工艺及过程非常复杂,高端光刻机我国还是落后荷兰ASML很多,特别是DUV光刻机我国目前技术也就是28纳米,与国外的5纳米距离太大。▲芯片的主要原材料是单晶硅,而硅的性质就是半导体,所以人们叫它半导体。硅是由石英砂通过精炼出来的,晶圆便是硅材料加以纯化达到纯度99.999%。

▲以前的最早的具有半导体性质单相导电的元件是红锌矿石,人们发现它具有单相导电性能,当时由于没有提炼技术,于是人们将它在没有经过任何提炼,利用其他辅助金属将它制作成一种叫做“矿石检波二极管”,用于无线电信号接收检波,将无线电波还原成为声音,用耳机来听。而后,由爱迪生发现;在一根电极密封在碳丝灯泡内,靠近灯丝,当电流通过灯丝使它发热时,金属板极就有电流流过。

于是就产生了真空二极管整流电子管。人们发明了电子真空整流二极管具有单相导电性能,即阳极电位高于阴极时,阴极发射的电子在电场的作用下,向阳极运动形成电子流。反过来阴极电压比阳极高时,电子所受到电场力的作用会将电子拉回阴极而不能够产生电流。再说硒片,它虽然不是金属,但是它与氧化铜组合在一起也具有单相导电特性。

早期的无线电爱好者们利用硒片整流堆,来在早期的电子管收音机中作为整流用。早期的工业控制回路中,采用硒片单相导电性能,用于吸收回路作为保护用。它最大的优势是电压击穿后,可以自愈。我国生产半导体的时间可以追溯1962年,当时是河北省半导体研究所,采用照相制版和光刻工艺制成硅平面型晶体管。▲芯片也属于高度集成电路板,它是由最早的电子管→晶体管→小规模集成电路到中规模集成电路,再到大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路、巨大规模集成电路,逐步形成的。


文章TAG:半导体  onsemi  
没有了