半导体器件和电路，应用

半导体器件由既不是良好导体也不是良好绝缘体的材料构成，它被称为半导体。这种设备由于其可靠性，紧凑性和低成本而建立了广泛的应用。这些是用于功率器件，紧凑性光学传感器和光发射器的离散组件，包括固态激光器。它们具有广泛的电流和电压处理能力，电流额定值超过5,000安培，电压额定值超过100,000伏。更重要的是，半导体器件赋予自己融入复杂但容易积聚的微电子电路。它们具有可能的未来，大多数电子系统的关键要素，包括与数据处理，消费者和工业控制设备的通信。

什么是半导体器件？

半导体器件只不过是电子元器件利用半导体材料的电子性质，如硅，锗和砷化镓，以及有机半导体。半导体器件在许多应用中替换了真空管。它们在固态中使用电子传导，而不是高真空中的热原子发射。半导体器件用于离散器件和分立装置集成电路（它由在单个半导体衬底或晶片上制造和互连的几十亿个设备组成。

半导体材料通过它们的行为可用，其可以通过添加杂质容易地操纵，称为掺杂。半导体电导率可以通过电气或磁场控制，通过暴露于光或热量，或通过掺杂的单晶栅格的机械变形来控制;因此，半导体可以制造出优异的传感器。半导体中的电流传导不含电子和孔，共同称为电荷载流子。通过加入少量杂质原子并且还用于磷或硼来完成硅的掺杂，显着增加半导体内的电子或孔的数量。

当掺杂半导体包含多余的孔时，它被称为“p型”（孔为孔）半导体，并且当它包含一些过量的游离电子时，它被称为“N型”（对电子负）半导体，是多数移动电荷载体的指控迹象。形成n型和p型半导体连接在一起的连接点称为p-n结。

二极管

半导体二极管是一个设备通常由单个p-n结组成。P型和N型半导体的连接形成了耗尽区域，其中通过缺乏移动电荷载流子来保留电流传导。当器件正向偏置时，该耗尽区域减小，允许显着的传导，当二极管反向偏置时，可以实现唯一较少的电流，并且可以延长耗尽区域。将半导体暴露于光可以产生电子孔对，这增加了自由载体的数量并从而增加了导电性。优化利用这种现象的二极管被称为光电二极管。也使用化合物半导体二极管来产生光，发光二极管和激光二极管。

晶体管

双极结晶体管以P-N-P或N-P-N配置由两个P-N结形成。中间或基部，结之间的区域通常非常窄。其他区域及其相关终端称为发射器和收集器。通过基座和发射器之间的连接点注入的小电流改变基本集电极交界的性质，因此即使它是反向偏置的，也可以是电流。这在收集器和发射器之间产生更大的电流，并由基极发射极电流控制。

另一种类型的晶体管命名为场效应晶体管，它在原理上操作半导体导电性可以通过电场的存在而增加或减少。电场可以增加半导体中的电子和孔的数量，从而改变其导电性。可以通过反向偏置的P-n结施加电场，并且它形成结场效应晶体管（JFET）或通过氧化物层与散装材料绝缘的电极形成，形成a金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。

现在，MOSFET中最适用于MOSFET，固态设备和半导体器件。栅电极被充电以产生电场，该电场可以控制两个端子之间的“通道”的导电性，被称为源极和漏极。根据信道中的载波类型，该装置可以是N沟道（用于电子）或P沟道（用于孔）MOSFET。

半导体器件材料

硅（Si）是半导体器件中最广泛使用的材料。它具有较低的原材料成本和相对简单的过程。其有用的温度范围使其成为各种竞争材料中的最佳折衷。将在半导体器件制造中使用的硅制成直径足够大的碗以允许制造300mm（12英寸）晶片。

锗（GE）是早期半导体材料中广泛使用的，但其热敏度比硅的热灵敏度较小。如今，锗通常合金合金化（Si）硅，用于非常高速的SiGe器件;IBM是此类设备的主要生产商。

砷化镓（GaAs）也广泛用于高速装置，但到目前为止，难以形成这种材料的大直径碗，限制晶片直径尺寸明显小于硅晶片，从而制造大规模生产砷化镓（GaAs）设备比硅更昂贵。

普通半导体器件列表

普通半导体器件的列表主要包括两个端子，三个端子和四个终端设备。

双终端设备是

• 二极管（整流二极管）
• Gunn二极管
• 灭绝二极管
• 激光二极管
• 齐纳二极管
• 肖特基二极管
• PIN二极管
• 隧道二极管
• 发光二极管（LED）
• 照片晶体管
• 光电池
• 太阳能电池
• 瞬态电压 - 抑制二极管
• vcsel.

三个终端设备是

• 双极晶体管
• 场效应晶体管
• 达林顿晶体管
• 绝缘栅双极晶体管（IGBT）
• UNIICenction晶体管
• 硅控制整流器
• 晶闸管
• 三条第三圈子

四个终端设备是

• 照片耦合器（光耦合器）
• 霍尔效应传感器（磁场传感器）

半导体器件应用

所有类型的晶体管都可以用作构建逻辑门块，这对于设计数字电路是有用的。在作为微处理器的数字电路中，晶体管使其充当开关（开关）;例如，在MOSFET中，施加到栅极的电压确定开关是否打开或关闭。

晶体管用于模拟电路，不充当开关（开关）;相对，它们响应连续输入的输入，具有连续的输出。常见的模拟电路包括振荡器和放大器。接口或平移在模拟电路和数字电路之间的电路被称为混合信号电路。

半导体器件的优点

• 随着半导体器件没有长丝，因此不需要加热它们以引起电子的发射。
• 由于不需要加热，但一旦电路接通，半导体器件就会进入操作。
• 在操作期间，半导体器件不会产生任何嗡嗡声的噪声。
• 与真空管相比，半导体器件需要低电压操作。
• 由于它们的小尺寸，涉及半导体器件的电路非常紧凑。
• 半导体器件是防震的。
• 与真空管相比，半导体器件更便宜。
• 半导体器件具有几乎无限的生命。
• 由于没有在半导体器件中创建真空，因此它们没有真空劣化问题。

半导体器件的缺点

• 与真空管中的半导体器件相比，噪声水平较高。
• 普通的半导体器件不能像普通真空管一样处理更多的功率。
• 在高频范围内，它们具有较差的响应者。

因此，这是关于不同类型的半导体器件，包括两个端子，三个端子和四个终端设备。我们希望您对这一概念更好地了解。此外，关于这一概念或电气项目的任何疑问，请通过评论下面的评论部分来提供反馈。2021欧洲杯足球竞猜官方平台这是一个问题，半导体器件的应用是什么？

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