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IC半導體的基礎知識(四)

P型半導體

   在純凈的硅(或鍺)晶體內(nèi)摻入微量的三價元素硼(或銦)，因硼原子的外層有三個價電子，當它與周圍的硅原子組成共價鍵結構時，會因缺少一個電子而在晶體中產(chǎn)生一個空穴，摻入多少三價元素的雜質原子，就會產(chǎn)生多少空穴。因此，這種半導體將以空穴導電為其主要導體方式，稱為空穴型半導體，簡稱P型半導體。必須注意的是，產(chǎn)生空穴的同時并沒有產(chǎn)生新的自由電子，但原有的晶體仍會產(chǎn)生少量的電子空穴對。

   從以上分析可知，不論是N型半導體還是P型半導體，它們的導電能力是由多子的濃度決定的?？梢哉J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型半導體，一邊形成P型半導體，則在兩種半導體的交界面附近形成PN結；PN結是構成各種半導體器件的基礎。

   1.PN結的形成 

   在一塊硅或鍺的晶片上，采取不同的摻雜工藝，分別形成N型半導體區(qū)和P型半導體區(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，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)擴散，N區(qū)的自由電子要向P區(qū)擴散，由于濃度的差別而引起的運動稱為擴散運動。這樣，在P區(qū)就留下了一些帶負電荷的雜質離子，在N區(qū)就留下了一些帶正電荷的雜質離子，從而形成一個空間電荷區(qū)。這個空間電荷區(qū)就是PN結。在空間電荷區(qū)內(nèi)，只有不能移動的雜質離子而沒有載流子，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換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。

M8101.是一款專門應用于光電感應測控領域，針對PLC/單片機。工控設備等光電應用控制芯片。芯片表面封合了高敏光信號接收管。發(fā)射管通過新品托內(nèi)部調制，能夠的避免誤動作及環(huán)境光干擾。針對光感元器件長久以來面對的長距離對射、漫反射鏡面反射等復雜的場景，M8101都能做到處理。茂捷半導體工匠精神的支撐下面對數(shù)百萬次的密集測試，在長距離對射、漫反射場景中M8101所表現(xiàn)的精度能超越國際廠商1.54代以上。并且M8101精簡的外圍器件設計。在此茂捷半導體沿用的超小封裝QFN4*4的封裝形式。使其能廣泛的應用于各類及其苛刻的設計環(huán)境。

一種新型的高靈敏度磁探測器

磁電阻/超導復合式磁傳感器作為一種新型的高靈敏度磁探測器， 其探測精度目前已接近SQUID器件并已達到fT 量級。同時這類傳感器又具有體積小、結構簡單、工藝成熟、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢，使其在未來發(fā)展?jié)摿薮?。就該復合式磁傳感器而言，進一步提升器件的探測精度是其未來研究發(fā)展的主要方向。

一方面，繼續(xù)減小超導磁場放大器的狹窄區(qū)域寬度至1 μm以下，同時增大磁場放大器的有效面積都可以將磁場放大倍數(shù)繼續(xù)提升至幾千甚至上萬倍，但是同時會對傳感器的工作區(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])，將有望使得該復合式傳感器的磁場探測精度達到1fT，甚至0.1 fT 的量級。