不同类型的半导体器件

在本文中，我们将大致了解半导体器件，一些常见的半导体器件类型以及半导体的许多其他方面。

介绍

在过去的70年里，半导体成为电子产品制造中的一个关键元素。自从晶体管发明以来，电子世界在研究、开发、制造、新设备和新技术方面一直处于指数曲线上。

在工业制造、通信、艺术、医学甚至战争领域，电子设备都是关于处理信息的，即高速传输、获取和处理。

但所有这些都可以追溯到现代电子及其制造的核心:半导体设备。

尽管电子系统是在金属、绝缘体和半导体(稍后会详细介绍)的帮助下制造出来的，但半导体被认为是电子学的支柱。

什么是半导体?

在开始讨论不同类型的半导体器件之前，有必要了解什么是半导体。

简单地说，半导体是既不是导体也不是绝缘体的材料。在此基础上，根据导电能力，将材料分为导体、绝缘体和半导体。

导体是具有很好的载电量的材料。通常金属具有良好的导电性，你可以在家里的电线中找到铜或铝。

相反，绝缘体是导电性很差的材料。玻璃、木头和纸都是很好的绝缘体。

现在让我们谈谈我们讨论的重要材料类别，即半导体。在室温下，半导体是比导体导电性低，但比绝缘体导电性高的材料。

注意:为了更详细地了解半导体，你必须深入挖掘美丽而复杂的量子力学，这“肯定”超出了本文讨论的范围。

半导体材料

就电导率而言，单位为Ω^－1厘米^－1在美国，半导体材料是那些导电性在10之间的材料^－9Ω^－1厘米^－1和10²Ω^－1厘米^－1．

传统上，第四类元素，如硅(Si)和锗(Ge)被认为是元素半导体材料，即只有单一原子种类的半导体。

还有其他类型的半导体材料，它们可以由组III的元素与组V的元素组合而成，它们被称为化合物半导体。砷化镓(GaAs)是这一类中最著名的半导体材料，事实上它仅次于硅作为最常用的半导体材料。

什么是半导体器件?

简单地说，半导体器件是一种电子元件以硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等半导体材料为基础设计、开发和制造的半导体公司。

自从半导体在20世纪40年代末(或50年代初)被使用以来，它就成为电子学及其变种(如光电子学和热电子学)制造的主要材料。

在电子器件中使用半导体材料之前，电子元件的设计都是采用真空管。真空管和半导体设备的主要区别是，在真空管中，电子的传导发生在气态，而在半导体设备中，它发生在“固态”。

半导体器件既可以作为分立元件器件，也可以作为集成电路。

为什么半导体?

在电子设备和元件的制造中使用半导体器件(以及潜在的半导体材料)的主要原因是能够轻松操纵其载流子(即电子和空穴)的导电性。

如前所述，半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间。甚至这种导电性也可以被外部或内部因素进一步控制，比如电场，磁场，光，温度和机械变形。

目前暂不考虑温度和光等外部因素，通常对半导体材料进行一种称为掺杂的过程，在半导体材料的结构中引入杂质，以改变结构和电学性能。

纯半导体被称为本征半导体，而不纯或掺杂半导体被称为本征半导体。

当掺杂后半导体结构中自由电子的数量增加时，该半导体被称为n型半导体。类似地，如果空穴增加，就称为p型半导体。

不同类型的半导体器件

下面是一些常用的半导体器件的小列表。根据设备的物理结构，以下列表可分为“双端设备”和“三端设备”。

双端半导体器件

• 二极管
• 肖特基二极管
• 发光二极管(LED)
• 双向开关二极管
• 齐纳二极管
• 光电二极管(光电晶体管)
• PIN二极管
• 激光二极管
• 隧道二极管
• 电眼
• 太阳能电池
• 耿氏振荡器
• 冲渡二极体
• 瞬态电压抑制二极管
• 垂直腔面发射激光器

三端半导体器件

• 双极型晶体管
• 场效应晶体管
• 绝缘栅双极晶体管
• 达林顿晶体管
• 可控硅整流器
• 双向可控硅
• 晶闸管
• 单结晶体管

也有一些四端半导体如光耦合器(光耦合器)和霍尔效应传感器。

有关上述半导体器件的更多信息，请阅读"pn结二极管”、“晶体管”、“晶闸管”。

半导体器件的应用

如前所述，半导体器件是几乎所有电子器件的基础。半导体器件的一些应用包括:

• 晶体管是各种集成电路(如微处理器)的主要组成部分。
• 事实上，它们是逻辑门和其他数字电路的主要组成部分。
• 晶体管也用于模拟电路，如放大器和振荡器。