引言

 

上世紀(jì)中葉，單晶硅和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，導(dǎo)致了電子工業(yè)革命；上世紀(jì)70年代初石英光導(dǎo)纖維材料和GaAs激光器的發(fā)明，促進了光纖通信技術(shù)迅速發(fā)展并逐步形成了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導(dǎo)體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設(shè)計思想，使半導(dǎo)體器件的設(shè)計與制造從“雜質(zhì)工程”發(fā)展到“能帶工程”。

 

半導(dǎo)體定義

 

我們通常把導(dǎo)電性差的材料，如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等稱為絕緣體（insulator）。

 

把導(dǎo)電性比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導(dǎo)體（conductor）。

 

常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料稱為半導(dǎo)體（semiconductor）。

 

與導(dǎo)體和絕緣體相比，半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)是最晚的，直到20世紀(jì)30年代，當(dāng)材料的提純技術(shù)改進以后，半導(dǎo)體的存在才真正被學(xué)術(shù)界認可。

 

發(fā)展歷史

 

1833年，英國科學(xué)家電子學(xué)之父法拉第最先發(fā)現(xiàn)硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同于一般金屬，一般情況下，金屬的電阻隨溫度升高而增加，但巴拉迪發(fā)現(xiàn)硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導(dǎo)體現(xiàn)象的首次發(fā)現(xiàn)。

 

1839年法國的貝克萊爾發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體和電解質(zhì)接觸形成的結(jié)，在光照下會產(chǎn)生一個電壓，這就是后來人們熟知的光生伏特效應(yīng)，這是被發(fā)現(xiàn)的半導(dǎo)體的第二個特征。

 

1873年，英國的史密斯發(fā)現(xiàn)硒晶體材料在光照下電導(dǎo)增加的光電導(dǎo)效應(yīng)，這是半導(dǎo)體又一個特有的性質(zhì)。半導(dǎo)體的這四個效應(yīng)，(jianxia霍爾效應(yīng)的余績──四個伴生效應(yīng)的發(fā)現(xiàn))雖在1880年以前就先后被發(fā)現(xiàn)了，但半導(dǎo)體這個名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結(jié)出半導(dǎo)體的這四個特性一直到1947年12月才由貝爾實驗室完成。

 

在1874年，德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導(dǎo)與所加電場的方向有關(guān)，即它的導(dǎo)電有方向性，在它兩端加一個正向電壓，它是導(dǎo)通的；如果把電壓極性反過來，它就不導(dǎo)電，這就是半導(dǎo)體的整流效應(yīng)，也是半導(dǎo)體所特有的第三種特性。同年，舒斯特又發(fā)現(xiàn)了銅與氧化銅的整流效應(yīng)。

 

很多人會疑問，為什么半導(dǎo)體被認可需要這么多年呢？主要原因是當(dāng)時的材料不純。沒有好的材料，很多與材料相關(guān)的問題就難以說清楚。

 

半導(dǎo)體分類

 

按化學(xué)成分可分為元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體兩大類。

 

鍺和硅是最常用的元素半導(dǎo)體；化合物半導(dǎo)體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化鎵、磷化鎵等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（硫化鎘、硫化鋅等）、氧化物（錳、鉻、鐵、銅的氧化物）,以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體（鎵鋁砷、鎵砷磷等）。

 

按照其制造技術(shù)，半導(dǎo)體的分類可分為：集成電路器件，分立器件、光電半導(dǎo)體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類，一般來說這些還會被分成小類。

 

半導(dǎo)體的特點

 

半導(dǎo)體五大特性∶摻雜性，熱敏性，光敏性，負電阻率溫度特性，整流特性。

 

在形成晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體中，人為地摻入特定的雜質(zhì)元素，導(dǎo)電性能具有可控性。在光照和熱輻射條件下，其導(dǎo)電性有明顯的變化。

 

半導(dǎo)體工作原理

 

本征半導(dǎo)體：不含雜質(zhì)且無晶格缺陷的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。在極低溫度下，半導(dǎo)體的價帶是滿帶，受到熱激發(fā)后，價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶，空帶中存在電子后成為導(dǎo)帶，價帶中缺少一個電子后形成一個帶正電的空位，稱為空穴。

 

空穴導(dǎo)電并不是實際運動，而是一種等效。電子導(dǎo)電時等電量的空穴會沿其反方向運動。它們在外電場作用下產(chǎn)生定向運動而形成宏觀電流，分別稱為電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電。

 

這種由于電子-空穴對的產(chǎn)生而形成的混合型導(dǎo)電稱為本征導(dǎo)電。導(dǎo)帶中的電子會落入空穴，電子-空穴對消失，稱為復(fù)合。復(fù)合時釋放出的能量變成電磁輻射（發(fā)光）或晶格的熱振動能量（發(fā)熱）。在一定溫度下，電子-空穴對的產(chǎn)生和復(fù)合同時存在并達到動態(tài)平衡，此時半導(dǎo)體具有一定的載流子密度，從而具有一定的電阻率。溫度升高時，將產(chǎn)生更多的電子-空穴對，載流子密度增加，電阻率減小。無晶格缺陷的純凈半導(dǎo)體的電阻率較大，實際應(yīng)用不多。

 

摻雜半導(dǎo)體

 

半導(dǎo)體之所以能廣泛應(yīng)用在今日的數(shù)位世界中，憑借的就是其能借由在其晶格中植入雜質(zhì)改變其電性，這個過程稱之為摻雜（doping）。

 

半導(dǎo)體中的雜質(zhì)對電阻率的影響非常大。半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)時，雜質(zhì)原子附近的周期勢場受到干擾并形成附加的束縛狀態(tài)，在禁帶中產(chǎn)生附加的雜質(zhì)能級。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質(zhì)原子時，雜質(zhì)原子作為晶格的一分子，其五個價電子中有四個與周圍的鍺（或硅）原子形成共價結(jié)合，多余的一個電子被束縛于雜質(zhì)原子附近，產(chǎn)生類氫能級。雜質(zhì)能級位于禁帶上方靠近導(dǎo)帶底附近。雜質(zhì)能級上的電子很易激發(fā)到導(dǎo)帶成為電子載流子。這種能提供電子載流子的雜質(zhì)稱為施主，相應(yīng)能級稱為施主能級。

 

摻雜進入本質(zhì)半導(dǎo)體（intrinsicsemiconductor）的雜質(zhì)濃度與極性皆會對半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性產(chǎn)生很大的影響。而摻雜過的半導(dǎo)體則稱為外質(zhì)半導(dǎo)體（extrinsicsemiconductor）。

 

雜質(zhì)半導(dǎo)體：通過擴散工藝，在本征半導(dǎo)體中摻入少量合適的雜質(zhì)元素，可得到雜質(zhì)半導(dǎo)體。

 

P型半導(dǎo)體：在純凈的硅晶體中摻入三價元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了P型半導(dǎo)體。

 

多數(shù)載流子：P型半導(dǎo)體中，空穴的濃度大于自由電子的濃度，稱為多數(shù)載流子，簡稱多子。

 

少數(shù)載流子：P型半導(dǎo)體中，自由電子為少數(shù)載流子，簡稱少子。

 

受主原子：雜質(zhì)原子中的空位吸收電子，稱受主原子。

 

P型半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：它是靠空穴導(dǎo)電，摻入的雜質(zhì)越多，多子（空穴）的濃度就越高，導(dǎo)電性能也就越強。

 

N型半導(dǎo)體：在純凈的硅晶體中摻入五價元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置形成N型半導(dǎo)體。

 

多子：N型半導(dǎo)體中，多子為自由電子。

 

少子：N型半導(dǎo)體中，少子為空穴。

 

施主原子：雜質(zhì)原子可以提供電子，稱施主原子。

 

N型半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：摻入的雜質(zhì)越多，多子（自由電子）的濃度就越高，導(dǎo)電性能也就越強。

 

半導(dǎo)體摻雜物

 

摻雜物依照其帶給被摻雜材料的電荷正負被區(qū)分為施主（donor）與受主（acceptor）。施主原子帶來的價電子（valence electrons）大多會與被摻雜的材料原子產(chǎn)生共價鍵，進而被束縛。而沒有和被摻雜材料原子產(chǎn)生共價鍵的電子則會被施主原子微弱地束縛住，這個電子又稱為施主電子。

 

和本質(zhì)半導(dǎo)體的價電子比起來，施主電子躍遷至傳導(dǎo)帶所需的能量較低，比較容易在半導(dǎo)體材料的晶格中移動，產(chǎn)生電流。雖然施主電子獲得能量會躍遷至傳導(dǎo)帶，但并不會和本質(zhì)半導(dǎo)體一樣留下一個電洞，施主原子在失去了電子后只會固定在半導(dǎo)體材料的晶格中。因此這種因為摻雜而獲得多余電子提供傳導(dǎo)的半導(dǎo)體稱為n型半導(dǎo)體（n-type semiconductor），n代表帶負電荷的電子。

 

和施主相對的，受主原子進入半導(dǎo)體晶格后，因為其價電子數(shù)目比半導(dǎo)體原子的價電子數(shù)量少，等效上會帶來一個的空位，這個多出的空位即可視為電洞。受主摻雜后的半導(dǎo)體稱為p型半導(dǎo)體（p-type semiconductor），p代表帶正電荷的電洞。

 

以一個硅的本質(zhì)半導(dǎo)體來說明摻雜的影響。硅有四個價電子，常用于硅的摻雜物有三價與五價的元素。當(dāng)只有三個價電子的三價元素如硼（boron）摻雜至硅半導(dǎo)體中時，硼扮演的即是受主的角色，摻雜了硼的硅半導(dǎo)體就是p型半導(dǎo)體。反過來說，如果五價元素如磷（phosphorus）摻雜至硅半導(dǎo)體時，磷扮演施主的角色，摻雜磷的硅半導(dǎo)體成為n型半導(dǎo)體。

 

一個半導(dǎo)體材料有可能先后摻雜施主與受主，而如何決定此外質(zhì)半導(dǎo)體為n型或p型必須視摻雜后的半導(dǎo)體中，受主帶來的電洞濃度較高或是施主帶來的電子濃度較高，亦即何者為此外質(zhì)半導(dǎo)體的“多數(shù)載子”（majoritycarrier）。和多數(shù)載子相對的是少數(shù)載子（minoritycarrier）。對于半導(dǎo)體元件的操作原理分析而言，少數(shù)載子在半導(dǎo)體中的行為有著非常重要的地位。

 

摻雜對結(jié)構(gòu)的影響

 

摻雜之后的半導(dǎo)體能帶會有所改變。依照摻雜物的不同，本質(zhì)半導(dǎo)體的能隙之間會出現(xiàn)不同的能階。施主原子會在靠近傳導(dǎo)帶的地方產(chǎn)生一個新的能階，而受主原子則是在靠近價帶的地方產(chǎn)生新的能階。假設(shè)摻雜硼原子進入硅，則因為硼的能階到硅的價帶之間僅有0.045電子伏特，遠小于硅本身的能隙1.12電子伏特，所以在室溫下就可以使摻雜到硅里的硼原子完全解離化（ionize）。

 

摻雜物對于能帶結(jié)構(gòu)的另一個重大影響是改變了費米能階的位置。在熱平衡的狀態(tài)下費米能階依然會保持定值，這個特性會引出很多其他有用的電特性。舉例來說，一個p-n接面（p-n junction）的能帶會彎折，起因是原本p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體的費米能階位置各不相同，但是形成p-n接面后其費米能階必須保持在同樣的高度，造成無論是p型或是n型半導(dǎo)體的傳導(dǎo)帶或價帶都會被彎曲以配合接面處的能帶差異。

 

上述的效應(yīng)可以用能帶圖（banddiagram）來解釋，。在能帶圖里橫軸代表位置，縱軸則是能量。圖中也有費米能階，半導(dǎo)體的本質(zhì)費米能階（intrinsicFermi level）通常以Ei來表示。在解釋半導(dǎo)體元件的行為時，能帶圖是非常有用的工具。

 

PN結(jié)

 

P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體相互接觸時，其交界區(qū)域稱為PN結(jié)。P區(qū)中的自由空穴和N區(qū)中的自由電子要向?qū)Ψ絽^(qū)域擴散，造成正負電荷在PN 結(jié)兩側(cè)的積累，形成電偶極層(圖4)。電偶極層中的電場方向正好阻止擴散的進行。當(dāng)由于載流子數(shù)密度不等引起的擴散作用與電偶層中電場的作用達到平衡時，P區(qū)和N區(qū)之間形成一定的電勢差，稱為接觸電勢差。由于P 區(qū)中的空穴向N區(qū)擴散后與N區(qū)中的電子復(fù)合，而N區(qū)中的電子向P區(qū)擴散后與P 區(qū)中的空穴復(fù)合，這使電偶極層中自由載流子數(shù)減少而形成高阻層，故電偶極層也叫阻擋層，阻擋層的電阻值往往是組成PN結(jié)的半導(dǎo)體的原有阻值的幾十倍乃至幾百倍。

 

PN結(jié)具有單向?qū)щ娦裕雽?dǎo)體整流管就是利用PN結(jié)的這一特性制成的。

 

PN結(jié)的另一重要性質(zhì)是受到光照后能產(chǎn)生電動勢，稱光生伏打效應(yīng)，可利用來制造光電池。半導(dǎo)體三極管、可控硅、PN結(jié)光敏器件和發(fā)光二極管等半導(dǎo)體器件均利用了PN結(jié)的特性。

 

PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕篜端接電源的正極，N端接電源的負極稱之為PN結(jié)正偏。此時PN結(jié)如同一個開關(guān)合上，呈現(xiàn)很小的電阻，稱之為導(dǎo)通狀態(tài)。P端接電源的負極，N端接電源的正極稱之為PN結(jié)反偏，此時PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，如同開關(guān)打開。結(jié)電阻很大，當(dāng)反向電壓加大到一定程度，PN結(jié)會發(fā)生擊穿而損壞。

 

半導(dǎo)體材料的制造

 

為了滿足量產(chǎn)上的需求，半導(dǎo)體的電性必須是可預(yù)測并且穩(wěn)定的，因此包括摻雜物的純度以及半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)的品質(zhì)都必須嚴格要求。常見的品質(zhì)問題包括晶格的錯位（dislocation）、雙晶面（twins），或是堆棧錯誤（stacking fault）都會影響半導(dǎo)體材料的特性。對于一個半導(dǎo)體元件而言，材料晶格的缺陷通常是影響元件性能的主因。

 

目前用來成長高純度單晶半導(dǎo)體材料最常見的方法稱為裘可拉斯基制程（Czochralski process）。這種制程將一個單晶的晶種（seed）放入溶解的同材質(zhì)液體中，再以旋轉(zhuǎn)的方式緩緩向上拉起。在晶種被拉起時，溶質(zhì)將會沿著固體和液體的接口固化，而旋轉(zhuǎn)則可讓溶質(zhì)的溫度均勻。

 

半導(dǎo)體的應(yīng)用

 

1.最早的實用半導(dǎo)體是電晶體（Transistor）/二極體（Diode）。在無線電收音機（Radio）及電視機（Television）半導(dǎo)體中，作為訊號放大器/整流器用。

 

2.發(fā)展太陽能（Solar Power），也用在光電池（Solar Cell）中。

 

3.半導(dǎo)體可以用來測量溫度，測溫范圍可以達到生產(chǎn)、生活、醫(yī)療衛(wèi)生、科研教學(xué)等應(yīng)用的70%的領(lǐng)域，有較高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，分辨率可達0.1℃，甚至達到0.01℃也不是不可能，線性度0.2%，測溫范圍-100~+300℃，是性價比極高的一種測溫元件。

 

4.半導(dǎo)體致冷器的發(fā)展,它也叫熱電致冷器或溫差致冷器,它采用了帕爾貼效應(yīng).

 

中國半導(dǎo)體器件型號命名方法

 

半導(dǎo)體器件型號由五部分（場效應(yīng)器件、半導(dǎo)體特殊器件、復(fù)合管、PIN型管、激光器件的型號命名只有第三、四、五部分）組成。五個部分意義如下：

 

第一部分：用數(shù)字表示半導(dǎo)體器件有效電極數(shù)目。2-二極管、3-三極管；

 

第二部分：用漢語拼音字母表示半導(dǎo)體器件的材料和極性。表示二極管時：A-N型鍺材料、B-P型鍺材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三極管時：A-PNP型鍺材料、B-NPN型鍺材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。

 

第三部分：用漢語拼音字母表示半導(dǎo)體器件的內(nèi)型。P-普通管、V-微波管、W-穩(wěn)壓管、C-參量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光電器件、K-開關(guān)管、X-低頻小功率管(F<3MHz,Pc<1W)、G-高頻小功率管（f>3MHz,Pc<1W)、D-低頻大功率管（f<3MHz,Pc>1W)、A-高頻大功率管（f>3MHz,Pc>1W)、T-半導(dǎo)體晶閘管（可控整流器）、Y-體效應(yīng)器件、B-雪崩管、J-階躍恢復(fù)管、CS-場效應(yīng)管、BT-半導(dǎo)體特殊器件、FH-復(fù)合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。

 

第四部分：用數(shù)字表示序號；

 

第五部分：用漢語拼音字母表示規(guī)格號；

 

例如：3DG18表示NPN型硅材料高頻三極管

 

日本半導(dǎo)體分立器件型號命名方法

 

日本生產(chǎn)的半導(dǎo)體分立器件，由五至七部分組成。通常只用到前五個部分，其各部分的符號意義如下：

 

第一部分：用數(shù)字表示器件有效電極數(shù)目或類型。0-光電（即光敏）二極管三極管及上述器件的組合管、1-二極管、2三極或具有兩個pn結(jié)的其他器件、3-具有四個有效電極或具有三個pn結(jié)的其他器件、┄┄依此類推。

 

第二部分：日本電子工業(yè)協(xié)會JEIA注冊標(biāo)志。S-表示已在日本電子工業(yè)協(xié)會JEIA注冊登記的半導(dǎo)體分立器件。

 

第三部分：用字母表示器件使用材料極性和類型。A-PNP型高頻管、B-PNP型低頻管、C-NPN型高頻管、D-NPN型低頻管、F-P控制極可控硅、G-N控制極可控硅、H-N基極單結(jié)晶體管、J-P溝道場效應(yīng)管、K-N 溝道場效應(yīng)管、M-雙向可控硅。

 

第四部分：用數(shù)字表示在日本電子工業(yè)協(xié)會JEIA登記的順序號。兩位以上的整數(shù)-從“11”開始，表示在日本電子工業(yè)協(xié)會JEIA登記的順序號；不同公司的性能相同的器件可以使用同一順序號；數(shù)字越大，越是最新產(chǎn)品。

 

第五部分：用字母表示同一型號的改進型產(chǎn)品標(biāo)志。A、B、C、D、E、F表示這一器件是原型號產(chǎn)品的改進產(chǎn)品。

 

美國半導(dǎo)體分立器件型號命名方法

 

美國晶體管或其他半導(dǎo)體器件的命名法較混亂。美國電子工業(yè)協(xié)會半導(dǎo)體分立器件命名方法如下：

 

第一部分：用符號表示器件用途的類型。JAN-軍級、JANTX-特軍級、JANTXV-超特軍級、JANS-宇航級、（無）-非軍用品。

 

第二部分：用數(shù)字表示pn結(jié)數(shù)目。1-二極管、2=三極管、3-三個pn結(jié)器件、n-n個pn結(jié)器件。

 

第三部分：美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）注冊標(biāo)志。N-該器件已在美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）注冊登記。

 

第四部分：美國電子工業(yè)協(xié)會登記順序號。多位數(shù)字-該器件在美國電子工業(yè)協(xié)會登記的順序號。

 

第五部分：用字母表示器件分檔。A、B、C、D、┄┄-同一型號器件的不同檔別。如：JAN2N3251A表示PNP硅高頻小功率開關(guān)三極管，JAN-軍級、2-三極管、N-EIA 注冊標(biāo)志、3251-EIA登記順序號、A-2N3251A檔。

 

國際電子聯(lián)合會半導(dǎo)體型號命名方法

 

德國、法國、意大利、荷蘭、比利時等歐洲國家以及匈牙利、羅馬尼亞、南斯拉夫、波蘭等東歐國家，大都采用國際電子聯(lián)合會半導(dǎo)體分立器件型號命名方法。這種命名方法由四個基本部分組成，各部分的符號及意義如下：

 

第一部分：用字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁帶寬度Eg=0.6~1.0eV 如鍺、B-器件使用材料的Eg=1.0~1.3eV 如硅、C-器件使用材料的Eg>1.3eV 如砷化鎵、D-器件使用材料的Eg<0.6eV 如銻化銦、E-器件使用復(fù)合材料及光電池使用的材料。

 

第二部分：用字母表示器件的類型及主要特征。A-檢波開關(guān)混頻二極管、B-變?nèi)荻O管、C-低頻小功率三極管、D-低頻大功率三極管、E-隧道二極管、F-高頻小功率三極管、G-復(fù)合器件及其他器件、H-磁敏二極管、K-開放磁路中的霍爾元件、L-高頻大功率三極管、M-封閉磁路中的霍爾元件、P-光敏器件、Q-發(fā)光器件、R-小功率晶閘管、S-小功率開關(guān)管、T-大功率晶閘管、U-大功率開關(guān)管、X-倍增二極管、Y-整流二極管、Z-穩(wěn)壓二極管。

 

第三部分：用數(shù)字或字母加數(shù)字表示登記號。三位數(shù)字-代表通用半導(dǎo)體器件的登記序號、一個字母加二位數(shù)字-表示專用半導(dǎo)體器件的登記序號。

 

第四部分：用字母對同一類型號器件進行分檔。A、B、C、D、E┄┄-表示同一型號的器件按某一參數(shù)進行分檔的標(biāo)志。

 

除四個基本部分外，有時還加后綴，以區(qū)別特性或進一步分類。常見后綴如下：

 

1．穩(wěn)壓二極管型號的后綴。其后綴的第一部分是一個字母，表示穩(wěn)定電壓值的容許誤差范圍，字母A、B、C、D、E分別表示容許誤差為±1%、±2%、±5%、±10%、±15%；其后綴第二部分是數(shù)字，表示標(biāo)稱穩(wěn)定電壓的整數(shù)數(shù)值；后綴的第三部分是字母V，代表小數(shù)點，字母V之后的數(shù)字為穩(wěn)壓管標(biāo)稱穩(wěn)定電壓的小數(shù)值。

 

2．整流二極管后綴是數(shù)字，表示器件的最大反向峰值耐壓值，單位是伏特。

 

3．晶閘管型號的后綴也是數(shù)字，通常標(biāo)出最大反向峰值耐壓值和最大反向關(guān)斷電壓中數(shù)值較小的那個電壓值。

 

如：BDX51-表示NPN硅低頻大功率三極管，AF239S-表示PNP鍺高頻小功率三極管。

 

歐洲早期半導(dǎo)體分立器件型號命名法

 

歐洲有些國家命名方法

 

第一部分：O-表示半導(dǎo)體器件

 

第二部分：A-二極管、C-三極管、AP-光電二極管、CP-光電三極管、AZ-穩(wěn)壓管、RP-光電器件。

 

第三部分：多位數(shù)字-表示器件的登記序號。

 

第四部分：A、B、C┄┄-表示同一型號器件的變型產(chǎn)品。

 

半導(dǎo)體與集成電路的關(guān)系

 

半導(dǎo)體是指導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料。我們知道，電路之所以具有某種功能，主要是因為其內(nèi)部有電流的各種變化，而之所以形成電流，主要是因為有電子在金屬線路和電子元件之間流動（運動/遷移）。所以，電子在材料中運動的難易程度，決定了其導(dǎo)電性能。常見的金屬材料在常溫下電子就很容易獲得能量發(fā)生運動，因此其導(dǎo)電性能好；絕緣體由于其材料本身特性，電子很難獲得導(dǎo)電所需能量，其內(nèi)部很少電子可以遷移，因此幾乎不導(dǎo)電。而半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電特性則介于這兩者之間，并且可以通過摻入雜質(zhì)來改變其導(dǎo)電性能，人為控制它導(dǎo)電或者不導(dǎo)電以及導(dǎo)電的容易程度。這一點稱之為半導(dǎo)體的可摻雜特性。

 

前面說過，集成電路的基礎(chǔ)是晶體管，發(fā)明了晶體管才有可能創(chuàng)造出集成電路，而晶體管的基礎(chǔ)則是半導(dǎo)體，因此半導(dǎo)體也是集成電路的基礎(chǔ)。半導(dǎo)體之于集成電路，如同土地之于城市。很明顯，山地、丘陵多者不適合建造城市，沙化土壤、石灰?guī)r多的地方也不適合建造城市。“建造”城市需要選一塊好地，“集成”電路也需要一塊合適的基礎(chǔ)材料——就是半導(dǎo)體。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵（化合物），其中應(yīng)用最廣的、商用化最成功的當(dāng)推“硅”。

 

那么半導(dǎo)體，特別是硅，為什么適合制造集成電路呢？有多方面的原因。硅是地殼中最豐富的元素，僅次于氧。自然界中的巖石、砂礫等存在大量硅酸鹽或二氧化硅，這是原料成本方面的原因。硅的可摻雜特性容易控制，容易制造出符合要求的晶體管，這是電路原理方面的原因。硅經(jīng)過氧化所形成的二氧化硅性能穩(wěn)定，能夠作為半導(dǎo)體器件中所需的優(yōu)良的絕緣膜使用，這是器件結(jié)構(gòu)方面的原因。最關(guān)鍵的一點還是在于集成電路的平面工藝，硅更容易實施氧化、光刻、擴散等工藝，更方便集成，其性能更容易得到控制。因此后續(xù)主要介紹的也是基于硅的集成電路知識，對硅晶體管和集成電路工藝有了解后，會更容易理解這個問題。

 

除了可摻雜性之外，半導(dǎo)體還具有熱敏性、光敏性、負電阻率溫度、可整流等幾個特性，因此半導(dǎo)體材料除了用于制造大規(guī)模集成電路之外，還可以用于功率器件、光電器件、壓力傳感器、熱電制冷等用途；利用微電子的超微細加工技術(shù)，還可以制成MEMS（微機械電子系統(tǒng)），應(yīng)用在電子、醫(yī)療領(lǐng)域。

 

半導(dǎo)體未來發(fā)展

 

以GaN（氮化鎵）為代表的第三代半導(dǎo)體材料及器件的開發(fā)是新興半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心和基礎(chǔ)，其研究開發(fā)呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展勢態(tài)。GaN基光電器件中，藍色發(fā)光二極管LED率先實現(xiàn)商品化生產(chǎn) 成功開發(fā)藍光LED和LD之后，科研方向轉(zhuǎn)移到GaN紫外光探測器上GaN材料在微波功率方面也有相當(dāng)大的應(yīng)用市場。氮化鎵半導(dǎo)體開關(guān)被譽為半導(dǎo)體芯片設(shè)計上一個新的里程碑。美國佛羅里達大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種可用于制造新型電子開關(guān)的重要器件，這種電子開關(guān)可以提供平穩(wěn)、無間斷電源。