书摘：半导体制造技术

1.内容

汽车电子设计专栏---有源器件

2.目录

目录

第三部分：有源器件

第一章：二极管

1介绍

2二极管技术规格

2.1二极管电路符号

2.2二极管额定参数

3硅二极管结构

4二极管PN结

5二极管偏置

5.1二极管正向偏置

5.2二极管反向偏置

6半导体制造技术

6.1硅的制备

6.2半导体加工

7肖特基二极管

7.1肖特基二极管技术与结构

7.2肖特基二极管的基本特性

7.3肖特基二极管的优缺点

7.4肖特基二极管的应用

7.5肖特基二极管整流器设计注意事项

8齐纳二极管

8.1齐纳二极管基础知识

8.2齐纳二极管结构

8.3齐纳二极管原理与操作

8.4齐纳二极管的应用

8.5钳位齐纳管

9.激光二极管

9.1激光二极管概述

9.2激光二极管基础知识

9.3激光二极管类型

9.4激光二极管结构

9.5激光二极管操作

9.6控制激光二极管

10隧道二极管

10.1隧道二极管的特性

10.2隧道二极管的应用

10.3隧道二极管的历史

10.4隧道二极管的优点和缺点

11发光二极管

11.1辐射能发射原理

11.2LED中的辐射能发射

11.3电致发光LED

11.4LED的原理图符号

11.5发光二极管操作

11.6电路中的多个LED

11.7用交流电驱动LED

11.8LED的典型规格

11.9LED相较于白炽灯泡的优点

11.10LED的缺点

11.11LED和不同照明的效率和寿命

11.12LED的历史

12光电二极管

12.1光电二极管工作原理

12.2光电二极管结构

12.3光电二极管操作

12.4光电二极管材料

13变容二极管或变容二极管

14快速二极管

14.1阶跃恢复二极管结构

14.2阶跃恢复二极管操作

15PIN二极管

15.1PIN二极管结构

15.2PIN二极管特性

15.3PIN二极管用途及优点

15.3PIN二极管特性

15.4总结

16崩越二极管

17甘恩二极管

18肖克利二极管

19恒流二极管

20碳化硅二极管

21聚合物二极管

22PIN光电二极管

第二章：晶闸管和双向可控硅

1.晶闸管

1.1晶闸管应用

1.2晶闸管发现

1.3晶闸管工作原理

1.4晶闸管符号和基础知识

1.5晶闸管电路和设计注意事项

1.6晶闸管规格

1.7其他类型的晶闸管或可控硅

2.晶闸管结构与制造

2.1晶闸管/可控硅基本结构

2.2晶闸管/可控硅材料

2.3晶闸管半导体结构和制造

2.4非对称晶闸管/可控硅结构

3.晶闸管/可控硅工作原理

3.1晶闸管操作：基础知识

3.2晶闸管/可控硅的基本结构

3.3晶闸管的等效电路

4.栅极关断晶闸管

4.1栅极关断晶闸管

4.2栅极可关断晶闸管结构

4.3栅极关断晶闸管操作

5.三端双向可控硅

5.1双向可控硅基础知识

5.2三端双向可控硅符号

5.3三端双向可控硅开关工作原理

5.4双向可控硅应用

5.5使用三端双向可控硅开关

5.6双向可控硅电路示例

5.7双向可控硅电路和设计注意事项：

5.8三端双向可控硅规格

5.9.了解Triac规格和数据表参数

6.双向开关二极管操作应用电路

6.1双向开关二极管符号

6.2双向开关二极管操作

6.3双向可控硅结构

6.4 DIAC应用

7.晶闸管和双向可控硅

7.1晶闸管与双向可控硅

7.2触发特征

7.3误触发

7.4导通

7.5开启

4.2.7缓冲

第三章：双极晶体管

1.双极晶体管

2晶体管的制造过程

2.1合金扩散晶体管

2.2硅平面晶体管

3双极结型晶体管（BJT）的工作原理

3.1掺杂

3.2BJT层

3.3双极晶体管包含两种类型的半导体材料

4双极结型晶体管(BJT)作为开关

4.1使用BJT作为开关：示例

4.2截止与饱和晶体管

4.3用晶体管来控制电流

4.4太阳能电池用作光传感器

5电流增益

5.1BJT传输特性

5.2BJT输入特性

5.3BJT输出特性

5.4BJT互感特性

第四章：结型场效应晶体管

1场效应晶体管

2.JFET的结构

3结型场效应晶体管的种类

3.1N沟道JFET

3.2P沟道JFET

4.JFET结构

5.夹断电压

6JFET的VI特性曲线

7跨导方程

8总结

第五章：场效应晶体管MOSFET

1.MOSFET类型

1.1N沟道MOSFET

1.2P沟道MOSFET

2低功率MOSFET

3功率MOSFET

4栅极驱动阻抗

5开关速度

6导通电阻

7.功率MOSFET基础知识

第六章：IGBT

1.IGBT绝缘栅双极晶体管

2.IGBT的历史与发展

3.IGBT，绝缘栅双极晶体管基础知识

3.1IGBT电路符号

3.2IGBT物理结构

4.IGBT的优缺点

4.1IGBT的优点

4.2IGBT的缺点

4.3IGBT的总结

5.IGBT应用

6.IGBT类型

7.IGBT的VI特性

8.IGBT 封装

9.IGBT工作原理

3.《汽车电子设计---有源器件》

电子书自序

书籍封面

电子书书摘

汽车电子设计专栏---有源器件篇

半导体制造技术

本节仅描述硅基半导体的制造；大多数半导体是硅。硅特别适用于集成电路，因为它容易形成氧化物涂层，可用于对晶体管等集成组件进行图案化。

6.1硅的制备

硅是地壳中第二常见的元素，其形式为二氧化硅、SiO2，也称为硅砂。硅通过在电弧炉中用碳还原而从二氧化硅中释放出来：

SiO2+C=CO2+Si

这种冶金级硅适用于硅钢变压器叠片，但纯度不足以用于半导体应用。转化为氯化物SiCl4(或SiHCl3)允许通过分馏进行纯化。用超纯锌或镁还原产生海绵硅，需要进一步纯化。或者，在热的多晶硅棒加热器上被氢气热分解产生超纯硅。

Si+3HCl=SiHCl3+H2SiHCl3+H2=Si+3HCl2

多晶硅在由感应加热石墨基座加热的熔融石英坩埚中熔化。石墨加热器可替代地由低电压在高电流下直接驱动。在单晶提拉（Czochralski）工艺中，硅熔体凝固在具有所需晶格取向的铅笔大小的单晶硅棒上。（下图）杆以一定的速度旋转并向上拉，以促使直径扩大到几英寸。一旦达到这个直径，晶锭就会自动以一定的速度拉动，以将直径保持在几英尺的长度。可以将掺杂剂添加到坩埚熔体中以产生例如P型半导体。生长装置被封闭在惰性气氛中。

图：单晶提拉（Czochralski）单晶硅生长。

将成品晶锭研磨至精确的最终直径，并修整端部。通过内径金刚石锯将晶锭切成晶片。晶片被磨平并抛光。晶圆可以具有通过热沉积在晶圆顶部生长的N型外延层，以获得更高的质量。在这个制造阶段的晶片由硅晶片制造商交付给半导体制造商。

图：硅晶锭被金刚石锯成晶片。

汽车电子工程知识体系简介

近年来，汽车电子占整车价值的比重越来越高，由2000年的15%到2020年的50%，同时，电子控制越发复杂化，各种功能并不是独立运转，而是与其他系统相互配合，因此电子模块的标准化和可复用性越发重要。今后，这种发展趋势必将越发明显。但是，现在的系统功能极其复杂，单一技术人员难以详细掌握所有的电子模块，全面理解汽车电子技术更是不容易。因此，作者深感行业之痛，不以为陋，自高奋勇将汽车电子工程知识体系及其中使用的重要技术编辑成书，旨在帮助技术人员分类学习汽车电子工程知识，掌握重要技术的原理，全面理解电子系统，并思考今后发展的趋势及技术方法。

内容简介

汽车电子可以涵盖很多主题，可以任选几个主题进行杂揉，但作者没有选这条路，因为作者知道万变不离其宗。因此作者直取本源，《汽车电子硬件设计（电路篇）》直接将汽车电子控制器（ECU）分解为通用电子模块电路，详细解析了过压保护模块电路、防反模块电路、电源监控电路、CAN模块电路、LIN模块电路和和电源模块电路、输入/输出处理电路和主控单元模块等模块，通过大量的插图和数据表，叙述简明扼要，内容丰富详细，专业性强。

同时，作者还规划了《汽车电子硬件设计（电路篇）》的姊妹篇《汽车电子硬件设计（器件篇）》和《汽车电子硬件设计（线路篇）》。《汽车电子硬件设计（器件篇）》主要介绍汽车电子中的常用器件，如：连接器，继电器，电阻，电容，模拟芯片，数字芯片，收发器等的设计要点和注意事项，以及原理和工艺。《汽车电子硬件设计（线路篇）》主要介绍汽车电子中原理图设计，PCB设计，可制造性设计，可测试性设计等。

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