可控硅
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- 觸發(fā)能力檢測(cè):對(duì)于小功率(工作電流為5 A以下)的普通晶閘管,可用萬(wàn)用表R×1檔測(cè)量。測(cè)量時(shí)黑表筆接陽(yáng)極A,紅表筆接陰極K,此時(shí)表針不動(dòng),顯示阻值為無(wú)窮大(∞)。用鑷子或?qū)Ь€將晶閘管的陽(yáng)極A與門極短路(見(jiàn)圖2),相當(dāng)于給G極加上正向觸發(fā)電壓,此時(shí)若電阻值為幾歐姆至幾十歐姆(具體阻值根據(jù)晶閘管的型號(hào)不同會(huì)有所差異),則表明晶閘管因正向觸發(fā)而導(dǎo)通。再斷開(kāi)A極與G極的連接(A、K極上的表筆不動(dòng),只將G極的觸發(fā)電壓斷掉)。若表針示值仍保持在幾歐姆至幾十歐姆的位置不動(dòng),則說(shuō)明此晶閘管的觸發(fā)性能良好。在阻值為幾百歐姆的測(cè)量中,紅表筆接的是陰極K,而在阻值為幾千歐姆的那次測(cè)量中,紅表筆接的是陽(yáng)極A,若兩次測(cè)出的阻值均很大,則說(shuō)明黑表筆接的不是門極G,應(yīng)用同樣方法改測(cè)其他電極,直到找出三個(gè)電極為止。也可以測(cè)任兩腳之間的正、反向電阻,若正、反向電阻均接近無(wú)窮大,則兩極即為陽(yáng)極A和陰極K,而另一腳即為門極G。普通晶閘管也可以根據(jù)其封裝形式來(lái)判斷出各電極。 螺栓形普通晶閘管的螺栓一端為陽(yáng)極A,較細(xì)的引線端為門極G,較粗的引線端為陰極K。平板形普通晶閘管的引出線端為門極G,平面端為陽(yáng)極A,另一端為陰極K。金屬殼封裝(T0-3)的普通晶閘管,其外殼為陽(yáng)極A。塑封(T0-220)的普通晶閘管的中間引腳為陽(yáng)極A,且多與自帶散熱片相連。
- 高摻雜濃度通常會(huì)在n或是p后面附加一上標(biāo)的“+”號(hào),例如n代表?yè)诫s濃度非常高的n型半導(dǎo)體,反之例如p則代表輕摻雜的p型半導(dǎo)體。需要特別說(shuō)明的是即使摻雜濃度已經(jīng)高到讓半導(dǎo)體“退化”(degenerate)為導(dǎo)體,摻雜物的濃度和原本的半導(dǎo)體原子濃度比起來(lái)還是差距非常大。以一個(gè)有晶格結(jié)構(gòu)的硅本質(zhì)半導(dǎo)體而言,原子濃度大約是5×10 cm,而一般集成電路制程里的摻雜濃度約在10 cm至10 cm之間。摻雜濃度在10 cm以上的半導(dǎo)體在室溫下通常就會(huì)被視為是一個(gè)“簡(jiǎn)并半導(dǎo)體”(degenerated semiconductor)。重?fù)诫s的半導(dǎo)體中,摻雜物和半導(dǎo)體原子的濃度比約是千分之一,而輕摻雜則可能會(huì)到十億分之一的比例。在半導(dǎo)體制程中,摻雜濃度都會(huì)依照所制造出元件的需求量身打造,以合于使用者的需求。
- 摻雜之后的半導(dǎo)體能帶會(huì)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(huì)出現(xiàn)不同的能階。施主原子會(huì)在靠近傳導(dǎo)帶的地方產(chǎn)生一個(gè)新的能階,而受主原子則是在靠近價(jià)帶的地方產(chǎn)生新的能階。假設(shè)摻雜硼原子進(jìn)入硅,則因?yàn)榕鸬哪茈A到硅的價(jià)帶之間僅有0.045電子伏特,遠(yuǎn)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(duì)于能帶結(jié)構(gòu)的另一個(gè)重大影響是改變了費(fèi)米能階的位置。在熱平衡的狀態(tài)下費(fèi)米能階依然會(huì)保持定值,這個(gè)特性會(huì)引出很多其他有用的電特性。舉例來(lái)說(shuō),一個(gè)p-n接面(p-n junction)的能帶會(huì)彎折,起因是原本p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體的費(fèi)米能階位置各不相同,但是形成p-n接面后其費(fèi)米能階必須保持在同樣的高度,造成無(wú)論是p型或是n型半導(dǎo)體的傳導(dǎo)帶或價(jià)帶都會(huì)被彎曲以配合接面處的能帶差異。
- 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(cè)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(yán)格要求。常見(jiàn)的品質(zhì)問(wèn)題包括晶格的錯(cuò)位(dislocation)、雙晶面(twins),或是堆棧錯(cuò)誤(stacking fault)都會(huì)影響半導(dǎo)體材料的特性。對(duì)于一個(gè)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(lái)成長(zhǎng)高純度單晶半導(dǎo)體材料最常見(jiàn)的方法稱為裘可拉斯基制程(Czochralski process)。這種制程將一個(gè)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(shí),溶質(zhì)將會(huì)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)體的分類,按照其制造技術(shù)可以分為:集成電路器件,分立器件、光電半導(dǎo)體、邏輯IC、模擬IC、儲(chǔ)存器等大類,一般來(lái)說(shuō)這些還會(huì)被分成小類。此外還有以應(yīng)用領(lǐng)域、設(shè)計(jì)方法等進(jìn)行分類,雖然不常用,但還是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規(guī)模進(jìn)行分類的方法。此外,還有按照其所處理的信號(hào),可以分成模擬、數(shù)字、模擬數(shù)字混成及功能進(jìn)行分類的方法。物質(zhì)存在的形式多種多樣,固體、液體、氣體、等離子體等等。我們通常把導(dǎo)電性差或不好的材料,如金剛石、人工晶體、琥珀、陶瓷等等,稱為絕緣體。而把導(dǎo)電性比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導(dǎo)體??梢院?jiǎn)單的把介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料稱為半導(dǎo)體。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(jìn)以后,半導(dǎo)體的存在才真正被學(xué)術(shù)界認(rèn)可。