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IC半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)(四)

P型半導(dǎo)體

   在純凈的硅(或鍺)晶體內(nèi)摻入微量的三價(jià)元素硼(或銦)，因硼原子的外層有三個(gè)價(jià)電子，當(dāng)它與周?chē)墓柙咏M成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)因缺少一個(gè)電子而在晶體中產(chǎn)生一個(gè)空穴，摻入多少三價(jià)元素的雜質(zhì)原子，就會(huì)產(chǎn)生多少空穴。因此，這種半導(dǎo)體將以空穴導(dǎo)電為其主要導(dǎo)體方式，稱(chēng)為空穴型半導(dǎo)體，簡(jiǎn)稱(chēng)P型半導(dǎo)體。必須注意的是，產(chǎn)生空穴的同時(shí)并沒(méi)有產(chǎn)生新的自由電子，但原有的晶體仍會(huì)產(chǎn)生少量的電子空穴對(duì)。

   從以上分析可知，不論是N型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體，它們的導(dǎo)電能力是由多子的濃度決定的?？梢哉J(rèn)為，多子的濃度約等于摻雜原子的濃度，它受溫度的影響很小。在一塊硅片上采用不同的摻雜工藝，一邊形成N型半導(dǎo)體，一邊形成P型半導(dǎo)體，則在兩種半導(dǎo)體的交界面附近形成PN結(jié)；PN結(jié)是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。

   1.PN結(jié)的形成 

   在一塊硅或鍺的晶片上，采取不同的摻雜工藝，分別形成N型半導(dǎo)體區(qū)和P型半導(dǎo)體區(qū)。由于N區(qū)的多數(shù)載流子為電子(即電子濃度高)，少子為空穴(空穴濃度低)，而P區(qū)正相反，多數(shù)載流子為空穴(即空穴濃度高)，少子為電子(電子濃度低)；在P區(qū)與N區(qū)的交界面兩側(cè)，由于濃度的差別，空穴要從濃度高的P區(qū)向濃度低的N區(qū)擴(kuò)散，N區(qū)的自由電子要向P區(qū)擴(kuò)散，由于濃度的差別而引起的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。這樣，在P區(qū)就留下了一些帶負(fù)電荷的雜質(zhì)離子，在N區(qū)就留下了一些帶正電荷的雜質(zhì)離子，從而形成一個(gè)空間電荷區(qū)。這個(gè)空間電荷區(qū)就是PN結(jié)。在空間電荷區(qū)內(nèi)，只有不能移動(dòng)的雜質(zhì)離子而沒(méi)有載流子，所以空間電荷區(qū)具有很高的電阻率。

光電傳感IC

光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等;也可用來(lái)檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。

M8101.是一款專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于光電感應(yīng)測(cè)控領(lǐng)域，針對(duì)PLC/單片機(jī)。工控設(shè)備等光電應(yīng)用控制芯片。芯片表面封合了高敏光信號(hào)接收管。發(fā)射管通過(guò)新品托內(nèi)部調(diào)制，能夠的避免誤動(dòng)作及環(huán)境光干擾。針對(duì)光感元器件長(zhǎng)久以來(lái)面對(duì)的長(zhǎng)距離對(duì)射、漫反射鏡面反射等復(fù)雜的場(chǎng)景，M8101都能做到處理。茂捷半導(dǎo)體工匠精神的支撐下面對(duì)數(shù)百萬(wàn)次的密集測(cè)試，在長(zhǎng)距離對(duì)射、漫反射場(chǎng)景中M8101所表現(xiàn)的精度能超越國(guó)際廠(chǎng)商1.54代以上。并且M8101精簡(jiǎn)的外圍器件設(shè)計(jì)。在此茂捷半導(dǎo)體沿用的超小封裝QFN4*4的封裝形式。使其能廣泛的應(yīng)用于各類(lèi)及其苛刻的設(shè)計(jì)環(huán)境。

一種新型的高靈敏度磁探測(cè)器

磁電阻/超導(dǎo)復(fù)合式磁傳感器作為一種新型的高靈敏度磁探測(cè)器， 其探測(cè)精度目前已接近SQUID器件并已達(dá)到fT 量級(jí)。同時(shí)這類(lèi)傳感器又具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝成熟、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，使其在未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮?。就該?fù)合式磁傳感器而言，進(jìn)一步提升器件的探測(cè)精度是其未來(lái)研究發(fā)展的主要方向。

一方面，繼續(xù)減小超導(dǎo)磁場(chǎng)放大器的狹窄區(qū)域?qū)挾戎? μm以下，同時(shí)增大磁場(chǎng)放大器的有效面積都可以將磁場(chǎng)放大倍數(shù)繼續(xù)提升至幾千甚至上萬(wàn)倍，但是同時(shí)會(huì)對(duì)傳感器的工作區(qū)間以及小型化造成影響。另一方面，使用靈敏度更高的磁電阻傳感器件(TMR、巨磁阻抗器件(GMI)等[35])，將有望使得該復(fù)合式傳感器的磁場(chǎng)探測(cè)精度達(dá)到1fT，甚至0.1 fT 的量級(jí)。