《常用半导体器件》课件

常用半导体器件什么是半导体导电性介于导体和绝缘可控的导电性体之间通过添加杂质或改变温度等因半导体材料在特定条件下可以素，可以控制半导体的导电性导电，而在其他条件下则可以作为绝缘体广泛应用于电子器件半导体是现代电子器件的核心，用于制造二极管、晶体管、集成电路等半导体的基本原理电导率半导体材料的电导率介于导体和绝缘体之间，可以被控制调节能带理论半导体的能带结构决定了其导电特性，例如硅的能带结构，电子可以被激发到导带从而形成电流掺杂通过掺杂添加杂质原子，可以改变半导体的电导率，例如向硅中添加磷原子形成N型半导体半导体材料硅锗硅是最常见的半导体材料，具有良好锗是另一种重要的半导体材料，在早的导电性和可控性期的半导体器件中应用广泛化合物半导体化合物半导体由两种或多种元素组成，具有更高的性能和特殊的特性半导体的基本特性导电性可控非线性特性半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间，可以通过温度、掺半导体器件的电流-电压关系是非线性的，可以实现放大、开关等杂等因素改变其导电性功能常用半导体器件简介半导体器件是现代电子技术的基础，广泛应用于各种电子设备中常用的半导体器件包括二极管、晶体管、集成电路等这些器件能够实现信号的放大、开关、整流、存储等功能，是电子系统中不可或缺的组成部分二极管单向导电应用广泛二极管是一种单向导电的半导体器二极管被广泛应用于各种电子电路件它允许电流在一个方向流动，中，包括整流、滤波、信号检测、而在另一个方向阻断电流电压稳压等二极管的特性和工作原理单向导通性1二极管只允许电流在一个方向上通过，而阻止反方向电流正向压降2当二极管正向导通时，会产生一个小电压降反向击穿电压3当二极管反向电压超过一定限度时，就会发生击穿，导致电流急剧增加二极管的主要应用整流限压将交流电转换为直流电，广泛应防止电压超过设定的阈值，保护用于电源电路、充电器、电源适电路免受过压损坏，常用于稳压配器等电路和过压保护电路开关信号检测通过控制二极管的导通或截止状利用二极管的单向导电特性，检态，实现电路的开关控制，应用测信号的极性和大小，应用于信于电子开关、信号控制、数据传号处理、数据采集、传感器等输等晶体管什么是晶体管？晶体管的重要性晶体管是一种半导体器件，它可以晶体管是现代电子设备的核心，它放大或开关电子信号使我们能够创建小型、高效的电子产品晶体管的工作原理电流控制1晶体管利用一个微小的电流来控制另一个更大的电流放大作用2输入信号的微小变化可以放大输出信号开关作用3晶体管可以像开关一样，控制电流的通断晶体管的基本结构三端结构结组成PN晶体管一般具有三个引脚，分别为发射极E、基极B和集电晶体管由两个PN结组成，分别为发射结和集电结极C常见晶体管类型型型NPN PNPNPN型晶体管是三种基本类型中PNP型晶体管与NPN型结构相反最常见的，广泛应用于放大和开，在某些应用中提供了不同的特关电路性，例如低电压电路场效应管场效应管（FET）是一种不同类型的晶体管，使用电场来控制电流，提供了更高的输入阻抗和更低的功耗晶体管的主要应用放大信号开关控制数字电路晶体管可以放大音频、视频或其他类型晶体管可以用来控制电流的流动，可以晶体管是数字电路的基本单元，用于构的信号，用于音频放大器、无线电发射用于开关、继电器和电机控制等应用建逻辑门、存储器和其他数字电路器和接收器等应用集成电路集成电路，也称为芯片，是电子设备的核心部件集成电路将大量晶体管、电阻、电容等元件集成在一个微小的芯片上，实现复杂的功能集成电路的基本概念微型电子元件小型化和复杂化12集成电路将多个电子元件，例集成电路使得电子设备能够变如晶体管、电阻器和电容器，得更小、更强大，同时降低成整合到一个微小的半导体芯片本上广泛应用3集成电路广泛应用于各种电子设备，包括计算机、手机、汽车和医疗设备主要集成电路类型数字集成电路模拟集成电路混合集成电路集成电路的制造工艺芯片设计1工程师设计芯片的电路和功能晶圆制造2使用光刻技术在晶圆上制造电路封装测试3将芯片封装成可用的组件，并进行测试集成电路的性能指标集成电路的性能指标包括集成度、工作频率、功耗、可靠性和成本等场效应管概念优势一种利用电场来控制电流的半导体相较于双极型晶体管，场效应管具器件，其工作原理是通过在半导体有更高的输入阻抗、更低的功耗、材料的表面建立一个电场，来改变更高的开关速度和更强的抗辐射能其导电性能力等优点场效应管的基本原理控制电流1通过栅极电压控制沟道电流沟道形成2栅极电压形成电场，吸引载流子电流流动3载流子在沟道中流动，形成电流场效应管的主要特性高输入阻抗低输出阻抗高功率效率场效应管的输入阻抗很高，因此控制信号场效应管的输出阻抗很低，可以驱动较大场效应管的功耗低，工作效率高对输入电流的影响很小的负载场效应管的常见应用开关电路放大电路场效应管的开关速度快，功耗低，广场效应管的输入阻抗高，噪声低，适泛用于各种开关电路，如电源开关，用于高频放大，音频放大，视频放大信号开关，控制开关等等数字电路场效应管可用于构建各种逻辑门电路，如与门，或门，非门等，是构成数字电路的基本元件触发器触发器是构成数字电路的基本单元之一，用于存储二进制数据触发器触发器RS D是最基本的触发器类型，具有置数据触发器，具有数据输入和时位、复位和保持三种状态钟控制，在时钟信号作用下将数据存储到触发器触发器JK具有数据输入、时钟控制和置位、复位功能，可以实现多种逻辑功能逻辑门电路与门或门非门异或门只有当所有输入信号都为真时只要有一个输入信号为真，输对输入信号进行反转当输入信号不一致时，输出信，输出信号才为真出信号就为真号为真数模转换和模数转换数模转换模数转换DAC ADC将数字信号转换为模拟信号，例如音频信号将模拟信号转换为数字信号，例如声音录制存储器集成电路存储数据随机存取存储器集成电路用于存储计算大多数存储器集成电路使用随机系统中的数据和指令，例如机存取技术，这意味着处理器操作系统、应用程序和用户数可以快速访问内存中的任何位据置不同类型存储器集成电路有多种类型，包括RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）单片微处理器集成电路微型计算机应用广泛单片机是一种将中央处理器CPU、它可以看作一个微型的计算机系统，单片机广泛应用于各种嵌入式系统，存储器RAM和ROM以及输入/输出能够独立执行预先编写的程序例如家电、汽车、工业控制等I/O模块集成在一块硅片上的集成电路半导体光电器件光电效应应用广泛半导体光电器件利用光电效应，将这些器件在通信、照明、传感、成光能转换为电能，或将电能转换为像等领域发挥着重要作用光能半导体光电器件的分类和应用发光二极管光电二极管激光二极管用于各种照明、显示和通信应用用于光探测、光伏和光电测量用于光通信、光存储和激光扫描课程总结学习了常用半导体器件的基本概念和掌握了二极管、晶体管、场效应管等工作原理器件的特性和应用了解了集成电路、存储器、单片机等复杂电路的组成和工作原理。