为你详细解读晶体管的制作材料

2017-07-12 17:21:55 PCBA加工厂家 237

晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,在一块PCBA板中具有整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。根据不同的晶体管制作材料,晶体管会有不同的功能。

晶体管

第一个双极结型晶体管是由锗(Ge)制成。目前硅(Si)已成为制作晶体管的主要半导体材料,但某些先进的微波和高性能型号的晶体管,采用半导体材料砷化镓(GaAs)和半导体合金硅锗(SiGe)制作而成。单元素半导体材料(Ge和Si)被描述为元素。

用于制造晶体管的最常见半导体材料的制造参数如下表所示;这些参数将随着温度、电场、杂质水平、应变和各种其他因素的增加而变化。

结正射电压是施加到双极结型晶体管的发射极-基极结的电压,以使基极导通指定的电流。随着结正向电压增加,电流呈指数增长。在表中给出的值对于1 mA的电流是典型(相同的值适用于半导体二极管)。结正向电压越低越好,这意味着“驱动”晶体管需要更少的功率。给定电流的结正向电压随着温度的升高而降低。对于典型的硅结,变化为-2.1 mV /°C。在某些电路中,必须使用特殊的补偿元件(敏感元件)来补偿这些变化。

MOSFET通道中的移动载流子的密度是形成沟道的电场和各种其它现象(例如通道中的杂质水平)的函数。一些杂质被称为掺杂剂,故意引入MOSFET,以控制MOSFET的电气行为。

电子迁移率和空穴迁移率列显示电子和空穴通过半导体材料扩散的平均速度,每个电场施加1伏的电场。通常,电子迁移率越高,晶体管可以操作越快。表中表示锗在这方面是比硅更好的材料。然而,与硅和砷化镓相比,锗具有四个主要缺点:

1、最高温度有限;

2、具有较高的漏电流;

3、不能承受高电压;

4、不太适合制造集成电路。

由于电子迁移率高于所有半导体材料的空穴迁移率,所以双极性n-p-n晶体管倾向于比等效的p-n-p晶体管更快。GaAs具有三个半导体的电子迁移率最高。因此,GaAs主要用于高频应用。相对最近的FET开发,高电子迁移率晶体管(HEMT)具有砷化铝镓(AlGaAs) - 砷化镓(GaAs)的异质结构,其具有GaAs-金属屏障结。由于其高速和低噪声,HEMT用于工作在12 GHz频率的卫星接收机。基于氮化镓和氮化镓铝(AlGaN / GaN HEMT)的HEMT提供了更高的电子迁移率,并且正在为各种应用开发。



标签:   晶体管