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PCB线路板行业中的半导体简介

2018-01-28 PCB线路板 835

1.半导体定义:

半导体是一种材料,是指在常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。半导体在所有的电子制造行业都有着举足轻重的作用。比如说二极管就是由半导体制成的器件。半导体的导电性可以根据其所处外部条件的不同而不同,可以由完全不导电到完全导电。所以说,它可以用来制作具有不同状态的电子元器件。无论是科学技术还是经济实惠还是实用价值,半导体都是屈指可数的好材料。像硅硅半导体、锗半导体、砷化镓半导体等半导体材料中,硅半导体在电子制造上用度是最广的,也是商业上使用最普遍的一种半导体材料。半导体相对于绝缘体和导电体来说,具有的历史比较短,据材料显示,半导体材料是在20世纪30年代时才被学术界认可,才真正的走进生活。


既然是介绍半导体,那么久不得不介绍一个专有名词“本征半导体”。本征半导体简单来说就是不含任何杂质也没有任何晶格缺陷的半导体。但是由于本征半导体的电阻率比较大,没有多大实用价值,故在商业上用到的并不多。


2.半导体分类:

我们知道绝缘体和导体的材料都比较多,所以半导体材料也不会少。半导体材料一般都是根据化学成分分类,一类是元素半导体,一类是化合物半导体。元素半导体中最常用到的是锗半导体和对半导体;化合物半导体中用到的比较多,像砷化镓半导体、磷化镓半导体、硫化镉半导体等等。

PCB线路板

3.半导体历史进程:

半导体的发现其实可以追溯到1833年,此时的英国的法拉第发现了硫化银,它能随着温度的上升而降低其本身的电阻。这是半导体现象首次被发现。之后在1839年,法国的贝克莱尔发现了一个现象,那就是子啊关照下,半导体和电解质接触形成的节可以产生电压。这个现象也是现在我们熟知的光生伏特效应。1873年,又一位英国的科学家史密斯发现了半导体的又一个特性——光导电效应。详细发展过程就不一一举例了。但是,有一个疑点,那就是问什么半导体这个定义需要花这么长的时间才被学术界认可呢?这个问题详细情况还需要阅读材料《The coming of Materials Science》。


4.半导体的五大特性:

半导体具有掺杂性、热敏性、光敏性、负电阻率温度特性和整流特性五大特性。


5.半导体在集成电路上的运用:

集成电路的基础是晶体管,而晶体管的基础则是半导体,故集成电路的基础是半导体。其中最常见的、商业应用最广的半导体是硅半导体。那么为什么硅半导体会成为集成电路的宠儿呢?我们可以分一下几点考虑。

第一点:懂化学的人都知道,地球上含量最多的四位元素是氧硅铝铁,根据这个顺序,我们知道硅是地球上含量排名第二的元素。地壳中含量最丰富的就是硅,这也就说提取硅半导体原材料成本低。

第二点:硅半导体中很容易人工控制其参杂浓度,比较方便得到符合要求的元器件,也就是晶体管。并且其表面上的硅经过氧化,会形成一层非常稳定的氧化膜二氧化硅来充当绝缘膜。

第三点:在工艺方面,硅半导体比较容易实现氧化、光刻等工艺流程。并且其性能的可控性相对于其他类型的半导体的性能的可控性高。