本文中,小編將對半導體、半導體分類以及半導體傳感器予以介紹,如果你想對本文即將介紹的內容具有興趣,不妨請看以下內容哦。
一、半導體基礎知識
半導體是指在常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體是指一種導電性可控,范圍從絕緣體到導體之間的材料。從科學技術和經(jīng)濟發(fā)展的角度 來看,半導體影響著人們的日常工作生活,直到20世紀30年代這一材料才被學界所認可。半導體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明、大功率電源轉換等領域都有應用,如二極管就是采用半導體制作的器件。
無論從科技或是經(jīng)濟發(fā)展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產(chǎn)品,如計算機、移動電話或是數(shù)字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關聯(lián)。
所有的半導體材料都需要對原料進行提純,要求的純度在6個“9”以上 ,最高達11個“9”以上。提純的方法分兩大類,一類是不改變材料的化學組成進行提純,稱為物理提純;另一類是把元素先變成化合物進行提純,再將提純后的化合物還原成元素,稱為化學提純。
二、半導體分類
半導體材料很多,按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。鍺和硅是最常用的元素半導體;化合物半導體包括第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)。除上述晶態(tài)半導體外,還有非晶態(tài)的玻璃半導體、有機半導體等。
半導體的分類,按照其制造技術可以分為:集成電路器件,分立器件、光電半導體、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。此外還有以應用領域、設計方法等進行分類,雖然不常用,但還是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規(guī)模進行分類的方法。此外,還有按照其所處理的信號,可以分成模擬、數(shù)字、模擬數(shù)字混成及功能進行分類的方法。
三、半導體傳感器
(一)物理敏感半導體傳感器
將物理量轉換成電信號的器件,按敏感對象分為光敏、熱敏、力敏、磁敏等不同類型,具有類似于人的視覺、聽覺和觸覺的功能。這類器件主要基于電子作用過程,機理較為簡單,應用比較普遍,半導體傳感器的無觸點開關應用尤廣。它們與微處理機相配合,能構成遙控、光控、聲控、工業(yè)機器人和全自動化裝置。下表列出常用的物理效應。
(二)光傳感器
根據(jù)光和半導體的相互作用原理制成的傳感器。在半導體中摻進雜質可以在禁帶中造成新的能級,可以人為地將光的吸收移至長波范圍。
半導體光傳感器種類很多,可以通過光導效應、光電效應、光電流等實現(xiàn)光的檢出,如光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光電池等。改變結構,還可以制成具有新功能的光傳感器,例如靈敏度高和響應速度快的近紅外檢出器件、僅在特定波長范圍靈敏的器件、發(fā)光與受光器件處于同一襯底的器件、可進行光檢出和電流放大的器件、光導膜與液晶元件相結合的器件、電荷耦合器件等。
(三)溫度傳感器
一般隨溫度的上升,半導體中載流子濃度增加、電阻降低。利用這種效應可以制成熱敏電阻。由于半導體載流子濃度與溫度有關,還會產(chǎn)生顯著的塞貝克效應。
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