大学生浅谈对微电子认识资料
微电子科学与工程专业认识

微电子科学与工程专业认识微电子科学与工程专业是现代信息技术领域中的一个重要学科方向,涉及到微电子器件、电路设计、集成电路制造等多个领域。
本文将从以下几个方面对微电子科学与工程专业进行认识和介绍。
1. 专业概述微电子科学与工程专业是计算机、电子信息、通信等学科的重要组成部分。
它主要研究微电子学和集成电路技术,培养学生具备设计和制造微型电子器件、集成电路,以及开发应用相关技术的能力。
该专业的课程设置涵盖了微电子器件、集成电路设计、微电子工艺等方面的知识。
2. 学科发展历程微电子科学与工程专业起源于上世纪50年代,随着计算机技术和信息技术的发展,它逐渐成为独立的学科。
1960年代末到1970年代初,随着集成电路(IC)技术的崛起,微电子科学与工程专业进入了快速发展阶段。
80年代至今,随着半导体工艺、器件和封装技术的不断进步,微电子科学与工程专业得到了进一步的发展和应用。
3. 专业培养目标微电子科学与工程专业的培养目标是培养掌握微电子学与集成电路技术的专门人才。
培养目标包括:•掌握微电子领域的基本理论和方法,具备解决实际问题的能力;•具备集成电路设计、制造和测试的基本知识和技能;•具备在电子信息、通信等行业从事技术研发、生产与制造、工程管理等工作的能力。
4. 专业课程微电子科学与工程专业的课程设置涵盖了微电子器件、集成电路设计与制造、半导体物理与工艺等多个方向的知识。
其中,常见的课程包括:•微电子学基础•集成电路设计•半导体器件物理•半导体制造工艺•数字集成电路设计•模拟集成电路设计•集成电路测试与可靠性等5. 就业前景微电子科学与工程专业毕业生主要就业领域包括集成电路设计与制造、半导体工艺、电子信息产业等。
毕业生可以在半导体企业、电子设备制造企业、通信设备企业、科研院所等单位从事技术研发、生产与制造、工程管理等方面的工作。
随着信息技术的迅猛发展和应用领域的不断拓展,微电子科学与工程专业的就业前景广阔。
浅谈微电子技术的影响

浅谈微电子技术的影响摘要:以集成电路为核心的微电子技术,其时代性、智能化对现代信息产业产生了深远的影响。
现代通信、物联网和人工智能的发展,都离不开微电子技术。
但是,由于我国在集成电路领域的发展相对滞后,致使其微电子技术的发展相对滞后。
本文着重论述了微电子技术在我国社会经济发展中所起的作用。
对微电子技术的发展趋势和未来发展的挑战进行了探讨,并对国家大力发展微电子技术所起的重要作用进行了探讨。
关键词:微电子技术;社会;国家实力引言自上世纪40年代发现了晶体管以来,人们便一直将目光投向了微电子技术。
在人类近代历史中,微电子技术扮演着重要角色。
目前,微电子技术已发展到VLSI及系统集成的程度。
可以毫不夸张地说,没有微电子技术,就没有今天的信息化社会。
一、微电子技术是什么?微电子技术是电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。
在二战的中后期,军方对通信和电子系统进行了大量的研究和探讨,并将其应用于实际工作当中。
二十世纪四十年代,晶体管被发明出来,随后,它被用来印制电路,并被用来进一步缩小了电路的尺寸。
大约在1950年代后期,在此基础上发展出了一种混合动力总成。
集成电路技术是指将有源器件(如晶体管、二极管)与无源器件(如电阻、电容和电感等),采用一定的工艺,以特定的方式连接起来,并将它们“集成”到一个半导体芯片上,从而实现一个系统功能的微型结构。
随着电子线路与系统向微型化方向发展,微电子技术逐步产生并发展。
最开始的时候,人们研究微电子是出于军事上的需要,直到1947年,晶体管的发明,再到后来,晶体管和印刷电路的组装,才让电子电路的小型化有了长足的进步。
大约在1958年,基于该组合件的混合式组合件得到了研究。
这样集成电路的概念也由此产生。
集成电路是一种微型电子器件或部件。
采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。
大一微电子学概论知识点

大一微电子学概论知识点微电子学是研究微型电子器件和电路的学科,是现代电子技术中的重要组成部分。
本文将介绍大一微电子学概论中的一些重要知识点,帮助读者快速了解该学科的基础内容。
一、半导体材料半导体材料是微电子学研究中的基础。
常见的半导体材料有硅和锗,其特点是导电性介于导体和绝缘体之间。
在半导体材料中,电子的能级分布对电子行为和电路性能起到重要影响。
当外界施加一定电压或热能时,半导体材料的导电性会发生改变,进而实现电子器件的控制和操作。
二、PN 结和二极管PN 结是由P 型半导体和N 型半导体直接接触形成的结构。
当两者接触时,PN 结会形成一个带电的耗尽区域,导致电子和空穴的扩散和漂移。
二极管是由PN 结构成的最简单的电子器件,具有只允许单向电流通过的特性。
在正向偏置时,二极管导通,电流通过;在反向偏置时,二极管截止,电流不能通过。
二极管在电子电路中广泛应用于整流、限流等基本功能。
三、晶体管晶体管是一种由三层或四层半导体材料组成的电子器件。
常见的有NPN 和PNP 两种类型。
晶体管具有放大电流和控制电路的作用。
在电子电路中,晶体管通常用作电压放大器和开关,广泛应用于无线通信、计算机和电子设备中。
四、场效应管场效应管是一种半导体器件,根据电场的作用调节电流。
常见的场效应管有MOSFET 和JFET 两种类型。
MOSFET 是现代集成电路中最常用的器件之一,具有功率小、速度快、噪音低等优点。
场效应管在电子产品中扮演着重要的角色,如放大器、开关、模拟电路等。
五、数字逻辑门数字逻辑门是由逻辑功能的电路元件组成的电子器件。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等。
逻辑门能够通过逻辑电平的输入和输出实现基本的逻辑运算,用于数字电路中的计算和控制。
它们是计算机和数字电子设备中最基本的组成部分。
六、集成电路集成电路是在单个芯片上集成了大量电子器件和电路的电子元件。
根据集成度的不同,可以分为小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)和大规模集成电路(LSI)等。
微电子毕业论文

微电子毕业论文微电子毕业论文近年来,随着科技的飞速发展和社会的进步,微电子技术逐渐成为了现代科技领域中的重要组成部分。
微电子技术的应用范围广泛,涵盖了电子设备、通信技术、医疗器械等多个领域。
作为一名微电子专业的毕业生,我在我的毕业论文中选择了探讨微电子技术的应用和发展趋势。
在我的论文中,我首先介绍了微电子技术的基本概念和原理。
微电子技术是一门研究微型电子元件和微型电子系统的学科,它主要涉及到集成电路、半导体材料、微电子器件等方面的研究。
通过对微电子技术的深入了解,我发现它在现代社会中的重要性不言而喻。
接着,我详细讨论了微电子技术在电子设备中的应用。
电子设备是现代社会中不可或缺的一部分,无论是智能手机、电脑还是家用电器,都离不开微电子技术的支持。
通过微电子技术,我们可以实现电子设备的小型化、高效化和智能化。
例如,通过微电子技术,我们可以将大型计算机缩小到手掌大小的智能手机中,实现了信息的随时随地获取和交流。
除了电子设备,微电子技术还在通信技术领域发挥着重要作用。
随着互联网的普及和信息时代的到来,通信技术的发展变得越来越重要。
微电子技术的应用使得通信设备的性能得到了大幅提升,无论是移动通信还是卫星通信,都离不开微电子技术的支持。
通过微电子技术,我们可以实现更快速、更稳定的通信,为人们的生活和工作带来了巨大的便利。
此外,我还探讨了微电子技术在医疗器械中的应用。
医疗器械是保障人们身体健康的重要工具,而微电子技术的应用为医疗器械的发展提供了新的可能。
通过微电子技术,我们可以实现医疗器械的精确控制和监测,提高治疗效果和患者的生活质量。
例如,微电子技术的应用使得心脏起搏器可以根据患者的实际情况进行自动调节,提高了治疗效果和患者的生活质量。
在论文的最后,我对微电子技术的未来发展进行了展望。
随着科技的不断进步和社会的不断发展,微电子技术将会迎来更加广阔的应用前景。
例如,人工智能、物联网等新兴技术的发展将会进一步推动微电子技术的应用和创新。
微电子自我介绍

微电子自我介绍大家好,我是一位专注于微电子研究的工程师。
在这篇文章中,我想向大家介绍一下我的专业领域以及个人经历和技术能力。
专业领域我专注于微电子领域的研究和开发,涉及的主要方向包括集成电路设计、半导体工艺制备和器件测试验证等。
在这些方向中,我特别对于集成电路设计和制造工艺比较感兴趣,因为这两个方向在当今数字化时代已经变得非常重要。
随着信息技术的不断发展,与之相关的终端设备、云计算、物联网等数字化应用也在不断涌现,这些应用背后需要支撑的就是高性能、低功耗、小尺寸的系统芯片,并且其生产过程也需要极高的稳定性和可靠性。
为了能够更好地应对这些挑战,我一直在努力学习和积累技术和经验。
在集成电路设计方面,我熟练掌握了面向数字信号处理和通信系统的ASIC设计方法,也擅长使用EDA工具如Cadence 和Synopsys等。
在工艺和器件方面,我对国际先进工艺的制备过程和特性进行了多方面研究,对场效应器件的性能分析和测试也较为熟练。
个人经历我拥有丰富的微电子实践经验。
在大学期间,我参与了多项集成电路设计和制造的课程实验和科研项目,积累了多种工具和方法的使用经验。
在硕士期间,我加入了一家知名的半导体研究机构,并在其中工作了两年。
在这里,我主要负责了从工艺制备到芯片测试的整个产业链研究和开发工作,并参与了多个重要项目的实施。
通过这些实践经验,我逐渐形成了一个完整的微电子研发思路,包括对需求和规格的理解、芯片面积和功耗的优化、版图设计和布局规划、后端测试和调试等。
除了传统的学术和产业研究以外,我还在多个科技社区和自媒体平台上提供了一些技术分享和科普文章,努力让更多人了解微电子领域的最新进展和趋势。
同时,我还积极参加了多个国际会议和技术论坛,与国内外的同行和业内大佬们进行交流和探讨,学习他们的成功经验和技术心得,和他们共同推动微电子行业的发展。
技术能力我的技术能力主要集中在以下几个方面:•集成电路设计:我熟悉使用Verilog和VHDL等HDL语言进行数字集成电路设计和仿真,并能够熟练使用EDA工具Cadence等进行ASIC设计。
浅谈微电子

浅谈微电子大家好,今天老师叫我介绍一下微电子,由于我自己本身是学微电子的,我就浅谈一下我对微电子学的认识和理解。
微电子学是研究在固体(主要是半导体)材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。
作为电子学的分支学科,它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用,并利用它实现信号处理功能的科学,以实现电路的系统和集成为目的,实用性强。
微电子学又是信息领域的重要基础学科,在这一领域上,微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学,是研究信息获取的科学,构成了信息科学的基石,其发展水平直接影响着整个信息技术的发展。
微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。
本专业主要培养具有扎实的半导体材料、器件、工艺、集成电路原理、设计等专业理论知识和电子技术基础知识,主要从事半导体集成电路芯片制造、测试、封装、版图设计及质量管理、生产管理、设备维护等半导体制造行业急需的一线工程技术人员和高级技术工人。
本专业以培养学生半导体制造方面的动手能力为第一,根据半导体制造业设备自动化的特点加强学生电子技术、计算机、设备维护等专业基础知识,使学生有较强的工作适应能力和较大的专业发展能力。
在1947年,临近圣诞节的时候,在贝尔实验室内,一个半导体材料与一个弯支架被堆放在了一起,世界上第一个晶体管就诞生了,由于晶体管有着比电子管更好的性能,所以在此后的10年内,晶体管飞速发展。
1958年,德州仪器的工程师Jack Kilby将三种电子元件结合到一片小小的硅片上,制出了世界上第一个集成电路(IC)。
到1959年,就有人尝试着使用硅来制造集成电路,这个时期,实用硅平面IC制造飞速发展.第二年,也是在贝尔实验室,D. Kahng和Martin Atalla发明了MOSFET,因为MOSFET制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的特点,集成电路可以变得很小。
至此,70年代末进入MOS集成电路时代。
浅谈微电子技术的应用

浅谈微电子技术的应用人类在各个领域的科技发展中,应用微电子技术已越来越广泛。
微电子技术是指制造微小尺寸电子器件、集成电路和系统所需的技术和工艺,其产物是微电子器件和微电子集成电路。
微电子技术的出现,实现了电子设备的微型化、集成化和高效率、低功耗、高可靠性,已经成为现代工业、军事、信息、生命科学以及大众生活中的基础技术之一,下面将介绍一些微电子技术的应用。
首先是微电子在计算机领域的应用,微处理器是计算机的核心部件,是由微电子技术制造出来的。
它采用高度集成化和微缩技术,能够提供高速、高性能、低功耗、小体积和低成本等优势。
在今天的工业和商业中,计算机已经成为了必不可少的工具,从科研到工作都会应用到计算机的相关技术。
其次是微电子在通信系统领域的应用。
在通信系统中,微电子技术的应用涉及到集成电路,光电子技术,芯片射频系统等方面。
例如,微型嵌入系统可以使通信设备在体积和功耗上大大减小,同时可以提高设备的性能。
同时,微波集成电路也是一个重要的应用领域,它发展迅速,降低了通信设备的成本,增加了其安全和可靠性。
再者,微电子技术在医学领域的应用也值得一提。
随着医学技术的不断发展,微电子技术在医学中的作用逐渐得到了应用。
例如,骨折修复器、心脏起搏器、人工耳蜗以及脑起搏器等设备就是微电子技术在医学领域的经典应用,有力地促进了医疗技术的发展,促进了医学的进步。
综上所述,微电子技术的应用范围极其广泛,产品广泛涵盖了人们生活的各个方面,包括(但不限于)智能家居、工业自动化、电车电动汽车、家庭医疗器械、智能化检测以及传感器等。
它已成为科技中不可缺少的一部分,为人们创造了更加舒适、安全、高效的生活环境。
未来,微电子技术的应用会在许多领域继续扩大,为人类的更好生活做出贡献。
浅谈微电子技术的应用

浅谈微电子技术的应用
微电子技术是一种以微小结构为基础的电子制造技术,它由微处理器、存储器、传感器、电源等微小组件构成,广泛应用于计算机、通讯、医疗、交通、军事等领域中。
它的出现和发展极大地推动了现代科技和工业的快速发展,成为了现代社会不可或缺的基础技术。
首先,微电子技术在计算机领域中的应用是最为广泛的。
计算机芯片中的微处理器、存储器等核心部件都是采用微电子技术生产的,由此使得计算机硬件更加精细,更加高效、快速地处理信息,深入挖掘了计算机逻辑、存储和传输的潜能,极大地促进了计算机技术的发展。
现在随着人工智能的发展,微电子技术在计算机领域将有越来越广泛的应用。
其次,微电子技术在通信领域也有重要的应用。
手机、电视、收音机等通讯产品中采用的微电子器件,变得越来越小,信号处理更加精确、灵敏。
尤其是随着第五代移动通信技术的发展,微电子技术将给通讯行业带来前所未有的变革。
在5G通信网
络中,微小芯片将成为最主要的组成部分,处理信号的速度将得到大幅提升,用户体验也将大大提升。
此外,微电子技术的应用还涉及到医疗、交通、军事等领域。
微电子设备的应用给医学本身的研究提供了强有力的工具,像医学影像系统,电子心脏起搏等设备就是微电子技术的杰作。
在交通领域,智能交通、智能车辆等无人驾驶技术得到了广泛的应用,这些复杂的技术离不开微电子设备的高精度制造和控制。
在军事领域,微电子技术也成为了关键技术,用于武器制
造、通讯和侦察等方面,对于强化国家安全具有重大意义。
总之,微电子技术在现代社会中所扮演的角色越来越大,随着科技的发展,它的应用范围会越来越广泛,并将为各个行业的创新发展带来新的机遇。
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摘要:本文主要阐述了对微电子专业的基本认识,包括其历史、规律及未来发展趋势前景,让人对微电子这样一个看似复杂的学科有一个基本的认识和定义,肯定微电子技术在未来生产生活中占有极重要的地位,在我国更是具有不可估量的发展潜力,接着引出组成微电子结构的相关学术概念,并对其做了一个具体专业化的介绍,引人深入,令人对微电子有了一个系统详细的认识,如集成电路的分类、集成电路设计的CAD系统、器件(二极管,mosfet)的定义、分类、应用及存在的缺陷、Mems简介等,更是结合相关的视频对微电子工艺做了一些介绍。
最后通过自己的了解,总结,谈了对微电子的认识。
关键词:微电子,集成电路,器件,半导体.......正文:一、什么是微电子及其发展历史,规律,趋势微电子学,即微型电子学,是随着集成电路,尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。
微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和。
微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。
六十年代的集成电路设计为微米级工艺,基于晶体管级互连,主流CAD为图形编辑。
八十年代的电子系统设计为PCB集成、与工艺无关,集成电路芯片为亚微米级工艺,依赖工艺,基于标准单元互连,主流CAD为门阵列。
到世纪之交的系统设计,采用深亚微米、超深亚微米级工艺,IP复用,主流CAD 为硬件协同设计。
由此,集成电路走向系统芯片,而21世纪的微电子将是SOC 的时代!微电子学从提出至今,飞速发展,基于市场竞争,不断提高产品的性能价格比是微电子技术发展的动力。
在新技术的推动下,集成电路自发明以来四十年,由1965年Intel公司的创始人之一Gordon E. Moore预言,集成电路产业的发展规律可总结为两点,即集成电路芯片的集成度每三年提高4倍,而加工特征尺寸缩小2倍,这就是摩尔定律。
为了实现集成电路更加微小化的目标,1974年,Dennard提出等比例缩小定律,基本指导思想是:保持MOS器件内部电场不变:恒定电场规律,简称C E律,即等比例缩小器件的纵向、横向尺寸,以增加跨导和减少负载电容,提高集成电路的性能,同时电源电压也要缩小相同的倍数,当然也存在了一些问题,如阈值电压不可能缩的太小,源漏耗尽区宽度不可能按比例缩小,电源电压标准的改变会带来很大的不便等,但此方法却极大地影响激励了后人对集成电路微小化的研究探索,更由此演变的恒定电压等比例缩小规律(简称CV律),准恒定电场等比例缩小规则,缩写为QCE律,分别从不同方向弥补了条件的不足。
而用此方法生产的产品,不仅简化了加工步骤,减少了材料的损耗,小巧却性能优良的产品也极大地方便了人们的生活,当然也对科学技术的要求越来越高。
而在我国,集成电路技术是近50年来发展最快的技术,自1956年5所学校在北大联合创建半导体专业,到1977年在北京大学诞生第一块大规模集成电路,1982年,成立电子计算机和大规模集成电路领导小组,80年代:初步形成三业分离的状态。
30多年来,集成电路市场的成长迅速,基本上是一条指数发展规律,所以,未来十年将是我国微电子产业的黄金时期!由此观之,硅微电子技术的未来主要会朝三个方向发展,一、特征尺寸继续等比例缩小,二、集成电路将发展成为系统芯片(SOC)三、微电子技术与其它领域相结合将产生新的产业和新的学科,例如MEMS、DNA芯片等。
其中微电子器件的特征尺寸若要继续缩小,有三个关键技术层次,即微细加工、互连技术、具备新型器件结构和新型材料体系。
且栅介质的限制的问题也有待解决,而SOI 技术具有相当大的发展研究前景,同时存在的很多问题如SOI材料价格高,衬底浮置,表层硅膜质量及其界面质量等等,这些都是我们今后探索的方向!二、集成电路的分类集成电路的分类有以下五种方式,器件结构类型、集成电路规模、使用的基片材料、电路形式、应用领域。
按器件结构类型分类主要分为双极集成电路(主要由双极晶体管构成,优点是速度高、驱动能力强,缺点是功耗较大、集成度较低)、金属-氧化物-半导体(M OS)集成电路(主要由MOS晶体管构成,功耗低、集成度高,随着特征尺寸的缩小,速度也可以很高)、双极-MOS集成电路(同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为BiMOS集成电路,综合了双极和MOS器件两者的优点,但制作工艺复杂)。
按集成电路规模分类分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路、巨大规模集成电路。
其中,集成度是指每块集成电路芯片中包含的元器件数目。
按结构形式的分类单片集成电路和混合集成电路。
单片集成电路是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路,在半导体集成电路中最常用的半导体材料是硅,除此之外还有GaAs等混合集成电路。
而混合集成电路又分厚膜集成电路和薄膜集成电路。
按电路功能分类又分为数字集成电路和模拟集成电路。
其中数字集成电路基本单元:开关管、反相器、组合逻辑门,模拟集成电路基本单元:放大器、电流源、电流镜、转换器等。
在此基础上,衍生出双极集成电路,分为双极数字集成电路,双极模拟集成电路。
同样MOS集成电路也分为数字集成电路、模拟集成电路。
从分类我们可以看出,影响集成电路性能的因素有:有源器件无源器件、隔离区、互连线、钝化保护层和寄生效应包括电容、有源器件、电阻、电感。
而未来集成电路的发展趋势也必会朝减小特征尺寸、提高集成度、Cu互连、系统优化设计、SOC等方向发展。
三、集成电路设计的CAD系统ICCAD系统的发展,有三代,第一代:60年代末:版图编辑和检查,第二代:80年代初:原理图输入、逻辑模拟向下,第三代:从RTL级输入向下,包括行为仿真、行为综合、逻辑综合等。
流行的CAD系统有:Cadence, Mentor Graphics, Viewlogic, Compass,Pan da等ICCAD系统的理想作用:实现完全的自动化设计,设计出各种各样的电路ICCAD系统的实际作用如设计信息输入有以下几步,首先语言输入编辑工具,接着高层次描述的图形输入工具包括VHDL功能图输入、逻辑图/电路图输入编辑、版图输入编辑,再通过综合器设计实现,再设计验证包括验证系统/电路符合功能/性能要求及设计规则要求,然后是模拟器进行模拟(仿真)分析,最后设计规则的检查。
对于设计输入抽象出模型,施加外部激励,观察输入,进行判断,整个设计过程就是把高层次的抽象描述逐级向下进行综合、验证、实现,直到物理级的低层次描述,即掩膜版图。
各设计阶段相互联系,例如,寄存器传输级描述是逻辑综合的输入,逻辑综合的输出又可以是逻辑模拟和自动版图设计的输入,版图设计的结果则是版图验证的输入。
ICCAD系统介入了包括系统功能设计、逻辑和电路设计以及版图设计等在内的集成电路设计的各个环节主要内容有系统描述及模拟,综合,逻辑模拟,电路模拟,时序分析,版图设计的CAD工具,计算机辅助测试技术,系统描述与模拟如VHDL语言及模拟,器件模拟和工艺模拟。
VHDL语言出现背景,即一种硬件描述语言,广义地说,描述电子实体的语言:逻辑图,电路图,但若大规模电路的出现,即逻辑图、布尔方程不太适用,需要在更高层次上描述系,若出现多种HDL语言,为便于信息交换和维护,出现工业标准。
通常指高层设计阶段描述硬件HDL语言的特点如抽象地进行行为描述、结构化语言(可以描述电子实体的结构)、多层次混合描述、既可被模拟,又可被综合。
VHDL语言即指描述硬件电路,可以抽象地表示电路的行为和结构(完成什么功能,怎样组成),作用是对IC设计,支持从系统级到门和器件级的电路描述,并具有在不同设计层次上的模拟验证机制,还可作为综合软件的输入语言,支持电路描述由高层向低层的转换。
四、器件(二极管,mosfet)的定义,分类及应用微电子几种重要的器件主要有薄膜晶体管TFT、光电器件、器件。
薄膜晶体管通常是指利用半导体薄膜材料制成的绝缘栅场效应晶体管,又分为非晶硅薄膜晶体管、晶硅薄膜晶体管、化硅薄膜晶体管。
其结构有两种:立体型和平面结构型。
如图。
TFT的应用领域也非常广,大面积平板显示──有源矩阵液晶显示、电可擦除只读存储器(ROM)、静态随机存储器、线阵或面阵型图像传感器驱动电路等,特别是液晶显示器,驱动电压和功耗低、体积小、重量轻、无X射线辐射、在每个像素上配置一个开关器件,形成有源矩阵液晶显示,消除了像素间的交叉串扰等一系列优点。
光电子器件是指光子担任主要角色的电子器件,如发光器件(将电能转换为光能)、发光二极管、半的导体激光器、太阳能电池(将光能转换为电能)、光电探测器(利用电子学方法检测光信号)。
发光器件中如发光二极管是靠注入载流子自发复合而引非相干光起的自发辐射,而半导体激光器则是在外界诱发的作用下促使注入载流子复合而引起的受激辐射,其相干光,具有单色性好、方向性强、亮度高等特点。
但是半导体发射激光,若要实现受激发射,必须满足下面三个条件:首先是通过施加偏压等方法将电子从能量较低的价带激发到能量较高的导带,产生足够多的电子空穴对,导致粒子数分布发生反转,其次形成光谐振腔,使受激辐射光子增生,产生受激振荡,导致产生的激光沿谐振腔方向发射,最后满足一定的阈值条件,使电子增益大于电子损耗,即激光器的电流密度必须大于产生受激发射的电流密度阈值。
太阳能电池吸收光辐射而产生电动势,它是半导体太阳能电池实现光电转换的理论基础。
产生光生伏特效应的两个基本条件:一是半导体材料对一定波长的入射光有足够大的光吸收系数,即要求入射光子的能量h 大于或等于半导体的禁带宽度,二是具有光生伏特结构,即有一个内建电场所对应的势垒区,而影响太阳能电池转换效率的主要因素有:表面太阳光的反射、pn结漏电流和寄生串联电阻等。
光电探测器光电探测是指对各种光辐射进行接收和探测的器件,如热探测器和光子探测器。
热探测器指利用探测元吸收入射光(通常是红外光)产生热量,引起温度上升,然后再借助各种物理效应把温度的变化转变成电学参量热探测器进行光电转换的过程,即探测器吸收光辐射引起温度上升,再利用探测器的某些温度效应把温升转换成电学参量。
光子探测器则指利用入射光子与半导体中处于束缚态的电子(或空穴)相互作用,将它们激发为自由态,引起半导体的电阻降低或者产生电动势,光子探测器的三个基本过程:首先光子入射到半导体中并产生载流子,其次载流子在半导体中输运并被某种电流增益机构倍增,最后产生的电流与外电路相互作用,形成输出信号,从而完成对光子的探测。
光敏电阻通常由一块状或薄膜状半导体及其两边的欧姆接触构成。
如光电二极管,实际上就是一个工作在反向偏置条件下的pn结,p-i-n光电二极管是最常用的光电探测器件。