电子发烧友网 > 制造/封装 > 半导体技术 > 工艺/制造 > 正文

半导体器件内部的工作原理(动画讲解)

2020年05月05日 08:15 ? 次阅读

学电子的对晶体管PN结不能说陌生,但当初课堂上学的时候对电子空穴的运动超难想象,这些半导体器件内部到底是如何工作的?今天给大家推荐一个动画讲解,结合着文字,多年的疑问可以瞬间得解了。

半导体

材料取自于元素周期表中金属与非金属的交界处。常温下半导体导电性能介于导体与绝缘体之间。

本征半导体

纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。(由于不含杂质且为晶体结构,所以导电性比普通半导体差)

常温下,少数价电子由于热运动获得足够的能量挣脱共价键的束缚成为自由电子。此时,共价键留下一个空位置,即空穴。原子因失去电子而带正电,或者说空穴带正电。在本征半导体外加一个电场,自由电子将定向移动产生电流;同时,价电子会按一定方向去依次填补空穴,相当于空穴也在定向移动,而且是跟电子反向的运动。本征半导体的电流是这两个电流之和。运载电荷的粒子称之为载流子。

当有一个自由电子的产生,必然会有一个空穴产生,所以自由电子与空穴对是同生同灭。当自由电子在运动中填补了一个空穴,此时两者同时消失,这种现象称之为复合。在一定温度下,两种载流子浓度相同,达到一种动态平衡。当温度升高,热运动会加剧,会有更多的电子挣脱束缚,会导致载流子浓度上升,从而打破这个平衡,温度一定后会再次建立平衡。

杂质半导体

通过扩散工艺,在本征半导体掺入某些元素。

一、N型半导体

在本征半导体加入+5价元素磷,由于加入了最外层为5个电子的元素,在形成共价键后会多出一个电子,这个电子就成了自由电子。因为这个半导体自由电子的个数多于空穴个数,而电子带负电,所以称之为N(negative,负)型半导体。

二、P型半导体

在本征半导体加入+3价元素硼,由于加入了最外层为3个电子的元素,在形成共价键后会多出一个空位,硅原子的最外层电子会去填补这个空位,从而会多出一个空穴。空穴带正电,所以称之为P(posiTIve,正)型半导体。

在N型半导体中,自由电子为多数载流子,空穴为少数载流子;在P型半导体中,空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。

PN结的形成

采用某种工艺,可以将P型半导体和N型半导体制作在同一块硅片上。

由于浓度差,会产生扩散运动。同时,在P区N区交界处,多数载流子浓度降低,P区出现正离子区,N区出现负离子区,内部会产生一个内电场。该电场会产生一个运动去阻止扩散运动,这个运动称为漂移运动。参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同,达到动态平衡就形成了PN结。

PN结的单向导电性

PN结的电容效应

PN结存在着等效电容(势垒电容和扩散电容,两者之和称为结电容,具体省略),由于容抗跟频率成反比,当加在PN结上的交流电频率较高时,交流电就可以通过PN结的电容形成通路,PN结会失去单向导电的特性。

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播

电子发烧友观察

一线报道 · 深度观察 · 最新资讯
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

2、示波器讲解-1

2、示波器讲解-1
发烧友学院发表于 2019-04-30 00:00? 0次阅读
2、示波器讲解-1

基于HCSl2单片机和MC9S12DGl28B系...

“飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国,是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以H....
发表于 2020-05-03 11:23? 184次阅读
基于HCSl2单片机和MC9S12DGl28B系...

TCD1501C型CCD图像传感器的原理、性能特...

本文以TCD1501C型CCD图像传感器为例。介绍了其性能参数及外围驱动电路的设计。驱动时序参数可以....
发表于 2020-05-03 10:59? 38次阅读
TCD1501C型CCD图像传感器的原理、性能特...

无尘室中常见发尘源的分析与维护

通常情况下尘埃粒子是指以区分空气洁净程度等级为目的的,且粒径限值在0.1微米至5.0微米范围内的液体....
发表于 2020-05-02 13:31? 0次阅读
无尘室中常见发尘源的分析与维护

稳懋半导体Q1实现净利润3.73亿元 称全球5G...

4月30日消息,全球最大砷化镓晶圆代工服务公司稳懋半导体昨日公布了2020年第一季度财报。财报显示,....
发表于 2020-05-01 05:42? 1922次阅读
稳懋半导体Q1实现净利润3.73亿元 称全球5G...

华米OV存储器供应商普冉半导体拟登陆A股IPO,...

普冉半导体主要从事集成电路产品的研发设计和销售,专注于NOR Flash和EERPOM两大非易失性存....
发表于 2020-04-30 17:30? 695次阅读
华米OV存储器供应商普冉半导体拟登陆A股IPO,...

如何理解英特尔的“初心”?

英特尔的“初心”体现在,不断推动摩尔定律发扬光大。芯片上的晶体管数量增加了100万倍,处理能力提高了....
发表于 2020-04-30 17:22? 648次阅读
如何理解英特尔的“初心”?

英特尔最新研究,打破量子位控制温度瓶颈

在一个芯片上集成控制电子器件和自旋量子位,可以大大简化两者之间的互连。但是要实现这一目标,提高量子位....
发表于 2020-04-30 17:16? 166次阅读
英特尔最新研究,打破量子位控制温度瓶颈

说一说半导体微型互联世界里的大变化

当芯片制程低于7nm时,半导体的基本元件之一互连线正在发生根本性的变化。一些最明显的变化发生在最低的....
发表于 2020-04-30 14:54? 245次阅读
说一说半导体微型互联世界里的大变化

芯和半导体高频段体声波滤波器推出,预计第三季度进...

4月28日消息,国内EDA软件、集成无源器件IPD和系统级封装领域的领先供应商,芯和半导体于近日宣布....
发表于 2020-04-30 14:43? 273次阅读
芯和半导体高频段体声波滤波器推出,预计第三季度进...

Si、SiC和GaN这三种材料共存,到底该如何选...

碳化硅(SiC)是最成熟的WBG宽带隙半导体材料, 它已经广泛用于制造开关器件,例如MOSFET和晶....
发表于 2020-04-30 14:35? 330次阅读
Si、SiC和GaN这三种材料共存,到底该如何选...

【免费直播】电源入口如何设计?SCR是如何实现的EMS防护?

一、直播主题:电源入口电路设计关键+SCR导通特性深度解析 二、直播免费报名链接: 三、为什么开设这门直播课程...
发表于 2020-04-30 14:32? 299次阅读
【免费直播】电源入口如何设计?SCR是如何实现的EMS防护?

美光实现疫情期间产能“零影响” 将向八成中国员工...

作为占据全球存储领域重要份额的半导体厂商,美光也通过较早采取了一系列必要措施的方式,来应对疫情的冲击....
发表于 2020-04-30 10:44? 314次阅读
美光实现疫情期间产能“零影响” 将向八成中国员工...

美光实现了疫情对产能“零影响”

美光全球运营执行副总裁Manish Bhatia日前接受了《China Daily(中国日报)》的专....
发表于 2020-04-30 10:30? 244次阅读
美光实现了疫情对产能“零影响”

为啥设计总在更高频率下产生更大噪声?

即散粒噪声公式得出这些数值的。一直以来,ADI都是采用这种方式提供大部分电流噪声数值。但这些计算出的....
发表于 2020-04-30 09:48? 609次阅读
为啥设计总在更高频率下产生更大噪声?

光电式车速传感器如何识别与检测

光电式车速传感器的识别与检测
发表于 2020-04-30 06:25? 87次阅读
光电式车速传感器如何识别与检测

新冠肺炎后,我国半导体的发展关键所在

清华大学微电子学研究所所长魏少军教授于4月28日座客央视财经《战“疫”后新机遇》,他在开头提到了三个....
发表于 2020-04-29 17:30? 2230次阅读
新冠肺炎后,我国半导体的发展关键所在

站在新基建的风口,5G为半导体行业带来新契机

今年年初爆发的新冠肺炎疫情,使全球经济,特别是全球贸易的增长面临着不断下行的压力。
发表于 2020-04-29 14:49? 613次阅读
站在新基建的风口,5G为半导体行业带来新契机

台积电公布3nm工艺细节,晶体管密度达2.5亿/...

最近,台积电5nm工艺已经开始量产,年底苹果和华为已经将其产能预定,而台积电发展的步伐并没有停歇,他....
发表于 2020-04-29 14:22? 399次阅读
台积电公布3nm工艺细节,晶体管密度达2.5亿/...

美乐威采用莱迪思半导体FPGA实现USB视频采集...

南京美乐威电子科技有限公司(“Magewell”)宣布将发布的多款最新USB 3.0视频采集设备中集....
发表于 2020-04-29 11:24? 114次阅读
美乐威采用莱迪思半导体FPGA实现USB视频采集...

上海硅产业集团成功登陆上海证券交易所科创板

上海硅产业集团自设立以来,坚持面向国家半导体行业的重大战略需求,坚持全球化布局,坚持紧跟国际前沿技术....
发表于 2020-04-28 17:23? 703次阅读
上海硅产业集团成功登陆上海证券交易所科创板

新款RB-CT1004X系列设备主要功能和特点

为了解决行业测试痛点问题,日前深圳瑞波光电子有限公司的专业测试设备团队,在RB-CT1003X CO....
发表于 2020-04-28 16:31? 700次阅读
新款RB-CT1004X系列设备主要功能和特点

华润微发布2019年年报和2020年一季报

不过,2020年受新冠疫情等因素影响,全球半导体产业的发展随之迎来新挑战。近期,各市场调研机构如Ga....
发表于 2020-04-28 16:01? 239次阅读
华润微发布2019年年报和2020年一季报

半导体设备市场美日荷争霸,国产半导体设备该如何逆...

国内外市场需求为国产半导体设备业提供了光明前景,目前一批极大规模集成电路制造设备、集成电路先进封装工....
发表于 2020-04-28 16:01? 387次阅读
半导体设备市场美日荷争霸,国产半导体设备该如何逆...

导体导电和本征半导体导电的区别

其中,Is为反向电流,Uon为开启电压,硅的开启电压——0.5V,导通电压为0.6~0.8V,反向饱....
发表于 2020-04-28 11:43? 656次阅读
导体导电和本征半导体导电的区别

ST汽车级运算放大器

ST的汽车级运算放大器满足汽车市场和应用对极端可靠性和质量的要求。ST提供了持续增长的产品组合。这些....
发表于 2020-04-28 11:00? 574次阅读
ST汽车级运算放大器

氧气传感器TO2-1X在晶圆低氧存储监测中的应用...

晶圆的主要材料是硅,沙子是日常生活中随处可见的,富含二氧化硅,经过一系列复杂的过程,沙子变成了硅锭。....
发表于 2020-04-27 16:42? 453次阅读
氧气传感器TO2-1X在晶圆低氧存储监测中的应用...

Dialog汽车级PMIC产品组合

Dialog深刻理解汽车客户对延长产品生命周期的要求,并推出了Product Longevity P....
发表于 2020-04-27 10:03? 309次阅读
Dialog汽车级PMIC产品组合

两大调研机构预警2020年全球半导体收入下降 台...

Gartner最新报告显示,今年全球半导体产值可达4154亿美元,较去年衰退0.9%,IC insi....
发表于 2020-04-27 09:05? 1748次阅读
两大调研机构预警2020年全球半导体收入下降 台...

大基金二期为半导体封测行业带来机遇,帮助最终实现...

国家集成电路产业大基金二期开始实质投资,二期基金将对包括刻蚀机、薄膜设备、测试设备、清洗设备等领域已....
发表于 2020-04-26 16:07? 867次阅读
大基金二期为半导体封测行业带来机遇,帮助最终实现...

2019年我国光伏产业规模持续扩大,晶盛机电实现...

2019年我国的半导体设备市场,受全球政治经济的不稳定因素及贸易摩擦影响销售有所波动,但是基于5G、....
发表于 2020-04-26 14:59? 232次阅读
2019年我国光伏产业规模持续扩大,晶盛机电实现...

【硬见小百科】看完这篇,请不要再说不懂MOSFE...

01 认识功率器件 1.1 功率半导体器件在工业 、消费 、军事等领域都有着广泛应用 ,具有很高的战....
发表于 2020-04-26 08:59? 1050次阅读
【硬见小百科】看完这篇,请不要再说不懂MOSFE...

采用扩散电阻技术的KTY系列硅传感器的特点及应用...

对于许多应用而言,存在着比传统热敏电阻更先进的技术,而传统技术往往只是因为先前设计中一直采用而被频繁....
发表于 2020-04-25 17:35? 85次阅读
采用扩散电阻技术的KTY系列硅传感器的特点及应用...

2020第六届深圳国际半导体石英材料及制品应用展

发表于 2020-04-25 10:00? 280次阅读
2020第六届深圳国际半导体石英材料及制品应用展

台积电预估今年营收有望成长,下调对整体产业未来的...

近日,台积电发布由董事长刘德音与总裁魏哲家共同署名的《致股东报告书》,这是两位台积电最高领导人接班以....
发表于 2020-04-24 14:51? 504次阅读
台积电预估今年营收有望成长,下调对整体产业未来的...

高通与京东方将开发集成高通3D Sonic超声波...

双方对此次合作表示期待,并已启动在京东方的柔性OLED面板中集成增值和差异化的功能,包括高通3D S....
发表于 2020-04-24 10:47? 804次阅读
高通与京东方将开发集成高通3D Sonic超声波...

E类功率放大器电路的结构、原理及及并联电容的研究...

功率放大器的效率包括放大器件效率和输出网络的传输效率两部分。功率放大器实质上是一个能量转换器,把电源....
发表于 2020-04-24 09:09? 235次阅读
E类功率放大器电路的结构、原理及及并联电容的研究...

多国“禁令”延期,半导体供应链再添变数?!

交通受阻是疫情带来的一大问题,供应链则面临着运输不畅的困境。
发表于 2020-04-23 14:22? 338次阅读
多国“禁令”延期,半导体供应链再添变数?!

常用电子元器件的识别

一、电阻 电阻器我们习惯称之为电阻,是电子设备中最常应用的电子元件之一, 电阻在电路中用“r”加数字表示,如:r13...
发表于 2020-04-23 13:03? 415次阅读
常用电子元器件的识别

Astera Labs获B轮融资将与现有制造伙伴...

Astera Labs是一家即将迎来迅速发展的公司,它正在逐步提高其连接解决方案的产量,以满足产业界....
发表于 2020-04-23 11:55? 577次阅读
Astera Labs获B轮融资将与现有制造伙伴...

安森美半导体音频方案可实现超低功耗语音交互的应用

音频/语音用户接口(VUI)是未来人机交互的一个重要的新兴趋势,将越来越多地用于智能家居控制、楼宇自....
发表于 2020-04-22 22:43? 538次阅读
安森美半导体音频方案可实现超低功耗语音交互的应用

东微半导体超级硅MOSFET系列产品,可取代了氮...

东微半导体的GreenMOS系列产品是国内最早量产并进入工业级应用的高压超级结产品系列,在国产品牌中....
发表于 2020-04-22 17:09? 576次阅读
东微半导体超级硅MOSFET系列产品,可取代了氮...

国产半导体设备厂商在5纳米刻蚀领域有了新成绩

半导体产品的生产和制造涉及多种高端精密技术,堪称工业制造皇冠上的明珠。
发表于 2020-04-22 17:03? 853次阅读
国产半导体设备厂商在5纳米刻蚀领域有了新成绩

晶圆代工市场保持增长,中国大陆集成电路产业链从低...

集成电路关乎国家信息安全的命脉,其进口额是石油进口额的两倍,虽然中国大陆涌现了一批优秀的半导体企业,....
发表于 2020-04-22 16:35? 722次阅读
晶圆代工市场保持增长,中国大陆集成电路产业链从低...

在VxWorks系统下改善RTL8139驱动实现...

RTL8139是台湾Realtek半导体公司生产的一种快速以太网控制器,提供符合PCI2.2标准的接....
发表于 2020-04-22 10:04? 130次阅读
在VxWorks系统下改善RTL8139驱动实现...

三安集成为宽禁带电力半导体产业发布全新升级生产平...

根据Yole分析报告,GaN电力电子市场在2017-2023年间,预计将以55%的年复合增长率速度发....
发表于 2020-04-22 09:12? 231次阅读
三安集成为宽禁带电力半导体产业发布全新升级生产平...

人造的神经突触替代物可像人类大脑一样学习

据外媒报道,一种创新的新型人工突触可能为创造像人类大脑一样运作的电脑铺平道路并有望在未来某一天使电子....
发表于 2020-04-21 16:11? 466次阅读
人造的神经突触替代物可像人类大脑一样学习

SKC预计将在今年下半年量产高端掩模坯料和光罩基...

据韩国消息报道,韩国产业通商资源部20日宣布,SK海力士的姊妹公司SKC预计将在今年下半年大规模生产....
发表于 2020-04-21 14:44? 572次阅读
SKC预计将在今年下半年量产高端掩模坯料和光罩基...

集成电路是什么,最先进的集成电路长什么样子

集成电路顾名思义就是把很多电路集成在一起,晶圆越大,特征尺寸越小,不仅能集成更多更复杂的电路,而且可....
发表于 2020-04-20 22:04? 480次阅读
集成电路是什么,最先进的集成电路长什么样子

中科院打破技术垄断,在半导体关键材料技术取得突破

要想制造芯片,半导体是不能够缺少的材料,而自然界中的半导体肯定是不能直接使用的,需要通过先进技术的手....
发表于 2020-04-20 17:14? 663次阅读
中科院打破技术垄断,在半导体关键材料技术取得突破

AOS冯雷:功率半导体市场存在哪些需求与长期挑战

“一场危机往往会成为行业转型和升级的重大契机。AOS在近年来积极进行功率半导体市场多元化开发,从技术....
发表于 2020-04-20 16:54? 1073次阅读
AOS冯雷:功率半导体市场存在哪些需求与长期挑战

2019年天准科技汽车行业同比增长236.39%...

而在光伏行业,天准科技提供的是硅片检测分选设备,不同于消费电子产业客户需求多样的特征,在光伏半导体行....
发表于 2020-04-20 16:01? 502次阅读
2019年天准科技汽车行业同比增长236.39%...

全球半导体硅片出货面积稳步增长,半导体用硅片国产...

近年来全球半导体硅片出货面积稳步增长。2018年全球半导体硅片出货面积达127.3亿平方英寸,同比2....
发表于 2020-04-20 15:06? 500次阅读
全球半导体硅片出货面积稳步增长,半导体用硅片国产...

台积电披露3nm工艺详情:性能提升7%,能耗比提...

近日,台积电正式披露了其最新3nm工艺的细节详情,其晶体管密度达到了破天荒的2.5亿/mm2!
发表于 2020-04-20 14:58? 335次阅读
台积电披露3nm工艺详情:性能提升7%,能耗比提...

欣忆电子第三代半导体六英寸氮化镓项目落户广西桂林...

近日,广西桂林高新区管委会与位于中国台湾的欣忆电子股份有限公司通过视频连线召开海峡两岸项目推进会,就....
发表于 2020-04-20 10:21? 1247次阅读
欣忆电子第三代半导体六英寸氮化镓项目落户广西桂林...

过压检测芯片MC3423/MC3523的结构性能...

随着微电子技术的发展,半导体器件的集成度不断提高。功能越来越完善的微处理器除了片内必须具有的CPU、....
发表于 2020-04-19 18:44? 118次阅读
过压检测芯片MC3423/MC3523的结构性能...

LIN通信总线标准和混合信号半导体工艺技术提高汽...

LIN 标准是汽车传感器/传动装置通信的重要进步,不过,在与混合信号半导体工艺的最新发展融合之后,它....
发表于 2020-04-19 10:47? 140次阅读
LIN通信总线标准和混合信号半导体工艺技术提高汽...

四通道智能高侧电源开关BTS4130QGA

BTS4130QGA的典型应用电路是四通道智能高侧电源开关。它嵌入在PG-DSO-20-32封装中,提供保护功能和诊断...
发表于 2020-04-17 10:09? 136次阅读
四通道智能高侧电源开关BTS4130QGA

16mΩ双通道智能高侧电源开关BTS5016-2EKA

BTS5016-2EKA的典型应用电路是一个16mΩ双通道智能高侧电源开关,嵌入PG-DSO14-40 EP,裸露焊盘封装...
发表于 2020-04-17 10:09? 154次阅读
16mΩ双通道智能高侧电源开关BTS5016-2EKA

半导体材料有什么种类?

半导体材料从发现到发展,从使用到创新,拥有这一段长久的历史。宰二十世纪初,就曾出现过点接触矿石检波器。1930年,...
发表于 2020-04-08 09:00? 688次阅读
半导体材料有什么种类?

3D晶体管有什么作用?

其实早在2002年Intel即发现了这一技术,一直处于试验演示阶段,现在终于把它变成了现实,Intel打算把它融入到22nm的...
发表于 2020-04-07 09:01? 79次阅读
3D晶体管有什么作用?

半导体致冷器有什么优点?

半导体温差致冷是建立在法国物理学家Peltien帕尔帖效应(即温差效应)基础上的具体应用。当电流流经两种不同性质的导...
发表于 2020-04-03 09:02? 179次阅读
半导体致冷器有什么优点?

半导体制冷有什么优缺点?

半导体制冷的机理主要是电荷载体在不同的材料中处于不同的能量级,在外电场的作用下,电荷载体从高能级的材料向低能级...
发表于 2020-04-03 09:02? 162次阅读
半导体制冷有什么优缺点?
最可靠的足球外围网站 现金体育网 365体育直播 外围买球app 香港全年资料内部公开 香港马会免费资枓大全 hg0088平台 外围足球 沙巴体育

赌外围足球什么意思

沙巴体育 外围足球论坛 外围买球 365bet体育在线 hg6686集团app 皇冠现金app网 hg0088官网 hg0088皇冠开户 足球外围app 万博体育网 新万博网站 威廉希尔 威廉希尔平台 188bet bet体育 bt365官方网站 hg0088正网 bet36体育在线 皇冠足球走地 皇冠体育 皇冠体育 沙巴体育 沙巴体育外围 沙巴体育开户 皇冠比分 皇冠走地 hg0088皇冠 滚球技巧 足球滚球 什么是滚球盘 欧洲杯外围足球 沙巴体育 最可靠的足球外围网站 对冲套利滚球篮球实战 外网足球 玩滚球什么网站 滚球有人长期赚钱吗 狗65网站是什么 滚球狗65买球 狗65是哪个平台 狗65下载 狗65买球 狗洲地址 皇冠滚球在线 滚球平台有哪些 怎样靠滚球盈利 足球套利一天几千 滚球正规网址 买滚球用什么平台 谁有好的滚球APP 滚球平台哪些靠谱 滚球最稳的平台 滚球平台哪个安全可靠 滚球高手心得