IC半导体的基础知识(一)

一、物理基础 所有物质按照导电能力的差别可分为导体、半导体和绝缘体三类。半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。或者说，半导体是介于导体和绝缘体之间的物质。常用的半导体材料有：元素半导体硅(Si)和锗(Ge)、化合物半导体(GaAs)等。导体的电阻率在10-4Ω?cm以下，如铜的电阻率为1.67×10-6 Ω?cm，绝缘体的电阻率在1010 Ω?cm以上，半导体的电阻率在10-3Ω?cm～109Ω?cm之间，与导体的电阻率相比较，半导体的电阻率有以下特点。

1.对温度反映灵敏

导体的电阻率随温度的升高略有升高，如铜的电阻率仅增加0.4%左右，数字IC，但半导体的电阻率则随温度的上升而急剧下降，如纯锗，温度从20℃上升到30℃时，电阻率降低一半左右。

2.杂质的影响显著

金属中含有少量杂质其电阻率不会发生显著变化，但是，极微量的杂质掺在半导体中，会引起电阻率的极大变化。如在纯硅中加入百万分之一的硼，就可以使硅的电阻率从2.3×105 Ω?cm急剧减少到0.4 Ω?cm左右。

3.光照可以改变电阻率

例如，数字ic，有些半导体(如)受到光照时，其导电能力会变得很强；当无光照时，又变得像绝缘体那样不导电，数字ic与fpga，利用这种特性可以制成光敏元件。而金属的电阻率则不受光照的影响。

温度、杂质、光照对半导体电阻率的上述控制作用是制作各种半导体器件的物理基础。

数字IC测试仪的研究

随着集成电路技术的飞速发展，集成电路的测试技术已成为集成电路产业发展重要支撑之一，也是保证集成电路性能、质量的关键手段之一。目前，集成电路测试仪一般价格比较高，但在电子实验室的实验中经常需要测试中、小规模数字IC好坏，数字集成电路的测试又是一项经常性的工作，所以，自己设计一台经济实用的集成电路测试仪是非常必要的。

研究了国内外集成电路测试技术，提出了基于单片机系统的数字IC测试仪的设计，设计包括硬件系统设计和软件系统设计。的***是硬件系统电路设计。设计包括AT89C52单片机的选择，可编程I/O接口，电源系统、键盘、复位电路，LED显示接口CH451，计算机与单片机串行通信接口MAX232，测试插座接口，上位计算机等。硬件系统各功能单元电路的设计全部采用模块化，每部分电路的选择都经过比较和优化设计，便于以后硬件的升级。 针对单片机电源电路带负载能力的扩流和测试插座接口电路的设计及数字IC测试向量编码方法等方面进行了改进，提高了硬件系统的可靠性，简化了软件编程，并借助EDA技术进行了验证。

瑞特威科技为你讲解数字IC的特点：

01生命周期可长达10年。

数字IC强调的是运算速度与成本比，数字IC设计的目标是在尽量低的成本下达到目标运算速度。设计者必须不断采用更的算法来处理数字信号，或者利用新工艺提高集成度降低成本。因此数字IC的生命周期很短，大约为1年-2年。

02工艺特殊少用CMOS工艺

数字IC多采用CMOS工艺，而模拟IC很少采用CMOS工艺。因为模拟IC通常要输出高电压或者大电流来驱动其他元件，而CMOS工艺的驱动能力很差。此外，模拟IC关键的是低失真和高信噪比，这两者都是在高电压下比较容易做到的。而CMOS工艺主要用在5V以下的低电压环境，数字ic刷题的网站，并且持续朝低电压方向发展。

03与元器件关系紧密

对于数字电路来说是没有噪音和失真的，数字电路设计者完全不用考虑这些因素。此外由于工艺技术的限制，模拟电路设计时应尽量少用或不用电阻和电容，特别是高阻值电阻和大容量电容，只有这样才能提高集成度和降低成本。

某些射频IC在电路板的布局也必须考虑在内，而这些是数字IC设计所不用考虑的。因此模拟IC的设计者必须熟悉几乎所有的电子元器件。

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