Questions tagged «semiconductors»

我知道这个问题听起来很愚蠢，好像当端子连接在一起时会产生电流差，这意味着能量来自某个地方。 我之所以这样问，是因为从我对耗尽区和二极管内建电位的理解来看，如果您在整个二极管上连接一个电压表，就会显示出内建电位的值。 下图对此进行了解释： 首先，电子从n型流向p型，因为n型中的浓度更高，空穴反之亦然。这称为扩散电流。穿过pn边界的第一个电子和空穴是最接近它的电子和空穴。这些载体在彼此相遇时重组，因此不再是载体。这意味着在pn边界附近没有载流子耗尽区域。因为电子离开了n型材料，空穴离开了p型材料，所以在pn边界的n和p侧分别有正电荷和负电荷。这会产生与扩散电流相反的电场，因此不再有电子或空穴越过边界并结合。简而言之，只有边界附近的电子和空穴结合，因为这样做之后，会形成一个电场，阻止更多的载流子交叉。由于该电场而产生的电流称为漂移电流，当处于平衡状态时，它将等于扩散电流。因为在边界处有一个电场（从正电荷指向负电荷），所以存在一个关联的电压。这称为内置电位。 如果从左到右在沿二极管的每个点上采样电场，则质子和电子的数量相等，则将从p区域的0开始。当您接近耗尽区时，您会看到一个小的电场指向p区，这是由受体杂质引起的，该杂质现在具有多余的电子（由于重组），因此现在具有净负电荷。当您靠近边界时，该电场的强度会增加，而当您远离边界时，电场将消失。 如图（d）所示，该电场意味着存在电压。p侧为任意电势，n侧为高于此电势，因为它们之间存在电场。这意味着整个耗尽区都有电位差。这被称为内置电位。 但是，为什么当我在整个二极管上连接电压表时，却看不到内置的电势呢？

40 voltage  diodes  electromagnetism  semiconductors  pn-junction 

在Wikipedia中，电气组件的常见温度范围是： 商业：0至70°C 工业级：-40至85°C 军用：-55至125°C 我可以理解较低的部分（-40°C和-55°C），因为这些温度确实存在于加拿大或俄罗斯等寒冷国家或高海拔地区，但是较高的部分（85°C或125°C）是某些部分有些混乱。 晶体管，电容器和电阻器的加热是非常容易理解的，但是某些IC产生的热量几乎恒定不变（例如逻辑门） 如果我正在考虑使用微控制器或在撒哈拉沙漠中在50°C的环境下运行（我不知道地球上是否有更高的温度），为什么我需要125°C或85°C？内部功率损耗所产生的热量不应为50°C或70°C，否则商用部件会在例如25°C的环境中立即失效？ 如果我生活在温和的气候中，全年温度只能在0-35°C范围内波动，并且仅针对同一国家/地区设计工业产品（无出口），我可以使用商业级组件（假设没有认证，法规，并且存在问责制，只有工程道德规范您的行为）？

37 temperature  semiconductors  reliability  industrial 

我想我或多或少地了解了普通半导体二极管的工作原理：在不同区域掺杂的晶体不同，它们相遇的载流子耗尽，等等。 但是，构建电路的实际二极管并不以n掺杂和p掺杂的硅结尾。它们是小的陶瓷/塑料封装，带有从末端伸出的金属引线。电流需要以某种方式在那些金属引线和内部半导体之间通过。 还有一个问题。如果我正确理解，金属应该是最终的n载体材料- 晶格中的每个原子都会在导带中贡献至少一个电子。当我们将金属引线粘贴到半导体的p掺杂端时，我们应该得到另一个pn结，该pn结的方向错误，正向电流流动。 无论如何，整个组件如何才能在正向传导？ 仅仅是使硅金属界面的面积如此之大以至于p /金属结的总反向泄漏电流大于我们希望整个二极管承载的正向电流的问题？（我正在想象大量用于多安培整流器的精细交指的金属和硅）。还是还有其他事情发生？

36 diodes  semiconductors  pn-junction 

英特尔8080是1974年发布的经典微处理器，使用增强模式NMOS工艺制造，并显示了与此工艺相关的各种独特特性，例如需要两相时钟和三个电源轨：-5 V， +5 V和+12V。 在Wikipedia 的电源图钉描述中，它说 引脚2：GND（V SS）-接地 引脚11：-5 V（V BB）--5 V电源。必须连接第一个电源，最后一个断开电源，否则处理器将被损坏。 引脚20：+5 V（V CC）-+ 5 V电源。 引脚28：+12 V（V DD）-+12 V电源 这必须是最后连接的电源，也是第一个断开的电源。 我交叉引用了原始数据表，但信息有点矛盾。 绝对最大值： 相对于V BB（-5 V）的V CC（+5 V），V DD（+12 V）和V SS（GND ）：-0.3 V至+20 V. 即使在未连接时V BB为0 V，V DD也将为+17 V，并且不应超过绝对最大值。在Wikipedia上最初声称如果在+5 V正确之前连接+12 V会破坏Intel 8080芯片吗？ 如果正确，那么执行此操作的确切失败机制是什么？如果先施加+12 V而没有-5 V，为什么会损坏芯片？我怀疑它一定与增强模式NMOS工艺有关，但我不知道半导体如何工作。 您能解释一下如何在Intel 8080内部实现电源吗？在使用相似工艺制造的同一时代的其他芯片中是否存在问题？ 另外，如果我需要为Intel 8080设计电源，比如说使用三个稳压器，那么如果+12 …

27 power-supply  integrated-circuit  semiconductors  nmos  8080 

用于制造半导体的晶圆是圆形的-但这在制造过程中浪费了很多围绕晶圆外围的芯片。相反，将晶片制成正方形或长方形不是很有意义吗？ 光刻工艺的某些方面要求表面是圆形的吗？

24 semiconductors 

MOSFET是否允许电流反向流动（即从源极到漏极）？ 我进行了Google搜索，但找不到关于此问题的明确声明。我发现了类似的问题，但它与从MOSFET的原理图符号检测电流方向有关。在同一个问题下，有一个答案表明MOSFET没有固有极性，因此它们可以在两个方向上导电。但是，该答案没有上/下票或评论，因此我无法确定。 我需要一个明确的答案。MOSFET双向导电吗？

20 current  mosfet  semiconductors  polarity  bidirectional 

据说，SCR /晶闸管只是一种简单的四层PNPN半导体。 如果是这样的话.. 当一个电路需要SCR /晶闸管，而没有一个可用时，是否可以用两个BJT（或其他分立元件）代替（或由它们制成）？ 这是我想到的几个例子。阳极=蓝色，门=绿色，阴极=橙色：

13 transistors  semiconductors  thyristor  circuit-theory  substitution 

我在教科书（Sedra and Smith的Microelectronic Circuits，第494页，（2010年）第六版）中读到，BJT由于其在恶劣天气条件下的可靠性而受到汽车行业的青睐。我知道温度会影响载流子浓度，但这如何使BJT更可靠？ 有问题的段落：

13 transistors  mosfet  bjt  semiconductors  reliability 

我听说SiGe芯片可以比普通的硅芯片更快。 什么是SiGe？为什么它比普通硅快？

13 semiconductors 

我一直在学习功率二极管，以及通过添加轻掺杂n型层与低功率二极管的区别。 该n型层改善了器件的击穿电压额定值，并且由于从重掺杂区注入的载流子数量众多，因此改善了正向偏置的传导。 如果将此n层替换为轻掺杂的p型层，功率二极管的工作原理是否相同？如果可以，为什么首选n层？或者，如果没有，为什么？

11 diodes  power-electronics  semiconductors 

进一步解释这个问题，我看到一些芯片图片，这些芯片正在实现Cortex-M0，蓝牙LE等，具体取决于芯片的功能，并且看起来像这样（nRF51822）： 在较旧的CPU上，我看不到太多的数字“模糊”逻辑实现，例如（AMD386）： 经过一番摸索之后，似乎今天的ARM实现是使用标准单元（在管芯上创建非晶形状）完成的。因此，我可以说第一张图片上的“模糊”实现是Cortex本身。 我知道所有常规形状都可能是记忆，所有“手绘”部分都是类似的。所以我想知道，过去模拟设计师是在定义架构的数字专家的指导下实现数字部分的吗？ 我想念什么？

11 arm  cpu  semiconductors  die 

我在书中读到，LED发出的光强度不会增加超过一定电流值。 发出的光量取决于空穴和电子的组合。如果是这样，则随着电路中电子流的增加，有效组合也必须增加，从而导致更高的强度。 但是，通常为什么在超出特定值的LED中不发生这种情况？

11 led  current  light  semiconductors  optoelectronics 

在学校里，我曾教过PMOS和NMOS晶体管以及增强和耗尽型晶体管。这是我所了解的简短版本： 增强意味着该通道是正常关闭的。耗尽表示通道为常开状态。 NMOS表示通道由自由电子组成。PMOS表示通道由自由孔组成。 增强型NMOS：正的栅极电压吸引电子，从而打开沟道。 增强PMOS：负栅极电压吸引空穴，从而打开沟道。 耗尽NMOS：负栅极电压排斥电子，从而关闭沟道。 耗尽型PMOS：正的栅极电压排斥空穴，从而关闭沟道。 自从我开始谋生设计工作已经六年了，至少有一次我想要（或者至少以为我想要）耗尽型PMOS晶体管。例如，对于电源的自举电路来说，这似乎是一个好主意。但是似乎没有这样的设备。 为什么没有耗尽型PMOS晶体管？我对它们的理解有缺陷吗？他们没用吗？不可能建造？建造起来如此昂贵，以至于首选其他晶体管的便宜组合？还是他们在那里，我只是不知道在哪里看？

11 transistors  components  nmos  semiconductors  pmos 

我一直在尝试在家中制作粗糙的晶体管器件。到目前为止，我还没有成功。自从我读了一篇有关喷墨印刷晶体管的狂野文章以来，我在最近三个月中学到的东西对我的电气理解几乎是不存在的。 我正在尝试使用一种不需要有毒材料或高温的方法。 这个实验似乎很有希望，因此我尝试按照此处所述基于氧化锌半导体层和线胶触点模拟该设备。 https://www.andaquartergetsyoucoffee.com/wp/wp-content/uploads/2009/05/zinc-oxide-experiments-i.pdf 根据该论文，该器件通过施加96伏电压而将电源的负极引线连接到栅极，将正极连接到源极或漏极来实现晶体管/场效应。 所需高电压的原因似乎是栅极电介质的厚度，后者是显微镜盖玻片的厚度约0.12mm-0.16mm。我希望我的栅极电介质厚约0.01mm，可以使器件在栅极上以约9伏的电压导通。 我的尝试有一些变化： 所用材料： 半导体“油墨/涂料”：有机非纳米氧化锌粉末+异丙醇 源极，漏极和栅极：导电笔（碳粉和无毒粘合剂） 源极，漏极和栅极：导线胶（银浆） 门电介质：厨房级保鲜膜（根据网络搜索〜0.01mm） 基材：玻璃显微镜盖玻片 24号无涂层铜线 电线胶（碳粉和无毒粘合剂） 台式直流电源0-5安培0-30伏 尝试＃1： 用导电碳笔画出一条线状玻璃滑片作为浇口，并用导线胶将铜线连接到一端。然后在约100华氏度的烤箱中干燥约15分钟 包裹着一层保鲜膜的玻璃载玻片，要紧紧包住，并在华氏100度左右的烤箱中放置约15分钟，以使保鲜膜上的皱纹变平。（仅次要成功） 将氧化锌和91％异丙醇的滴定溶液浸在盖玻片顶部，并在约100华氏度的烤箱中干燥约15分钟。产生了约1mm厚的脆性层 在新的玻璃载玻片上将源极和漏极分开〜2mm，并用导线胶将铜线连接起来。在约100华氏度的烤箱中干燥约15分钟 将第二个载玻片放在第一个载玻片的顶部，源极和漏极向下接触，使氧化锌层接触，栅极位于源极和漏极之间 将透明胶带紧紧包裹在两个玻璃载玻片上，以帮助所有层之间紧密接触。 将直流电源的负极引线连接到栅极，正极引线连接到一侧（称为漏极）。将万用表连接到源极和漏极。 以最低设置打开电源，然后慢慢将安培数和电压调到最大。5安和30伏 源极和漏极之间无法测量电压或连续性 使用银线胶作为源极漏极和栅极重复相同的步骤，结果也是负面的。 尝试＃2 类似于第一次尝试只有一个载玻片。我以为源极漏极和氧化锌层之间的连接可能不够紧密/清洁。 用导电碳笔在载玻片上画出约5mm宽的线作为浇口，并用导线胶将铜线连接到一端。然后在约100华氏度的烤箱中干燥约15分钟 包裹着一层保鲜膜的玻璃载玻片，要紧紧包住，并在华氏100度左右的烤箱中放置约15分钟，以使保鲜膜上的皱纹变平。（仅次要成功） 在盖玻片上滴加氧化锌和91％异丙醇的溶液，并在约100华氏度的烤箱中干燥约15分钟。产生了约1mm厚的脆性层 用注射器用导线胶直接在氧化锌层上画出源极和漏极线，然后连接铜线。在约100华氏度的烤箱中干燥约15分钟 顶部涂有强力胶，以避免在处理过程中源极和漏极拉出氧化锌层。过夜干燥 将直流电源的负极引线连接到栅极，正极引线连接到一侧（称为漏极）。将万用表连接到源极和漏极。 以最低设置打开电源，然后慢慢将安培数和电压调到最大。5安和30伏 源极和漏极之间无法测量电压或连续性 这是步骤的一些图片： https : //imgur.com/a/jXAoOS0 目前，我无法验证我使用的材料是否可以按照我尝试模拟的实验中所述完全相同的设置工作。现在我缺少硝酸锌，2-丙醇和能够输出96伏特的直流电源。 实验中的主要缺陷是什么？ 我现在有以下难以验证的假设： 我的氧化锌层可能太不一致/太脆，不能形成均匀的表面。 我的栅极电介质/基板不够平坦或使用错误的材料制成 我的间隙太大/栅极电介质太厚，源极和漏极距离太远 我的材料不够纯净，因此没有显示预期的属性 我发现银被用作n型掺杂剂，并且由于我希望氧化锌层为n型掺杂剂，因此需要p型掺杂剂 尽管我要模拟的实验使用的是线胶，但是除了说明任何导电胶都可以使用的说法外，几乎没有什么材料说明。就像我使用的导电笔一样，我的电线胶是基于碳粉的。我没有找到任何信息，如果碳是n型或p型。也许也不能使用碳。https://www.andaquartergetsyoucoffee.com/wp/wp-content/uploads/2009/05/zinc-oxide-experiments-i.pdf …

11 mosfet  semiconductors 

但是我发现这是绝对不正确的。没有基极的BJT晶体管怎么能工作？没有基极的晶体管不应该只是半导体（PP，NN）吗？是否存在一些没有基础的特殊NASA军用级实验BJT晶体管？ 那么我还是老师谁是对的？

10 bjt  semiconductors  phototransistor  base