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18 关系: 半导体，互補式金屬氧化物半導體，异质结双极性晶体管，微波，场效应管，化合物半导体，砷化鎵，碳化硅，结型场效应管，电路设计，高电子迁移率晶体管，肖特基势垒，金属，金屬氧化物半導體場效電晶體，雷达，集成电路，通信，PN结。
半导体
半导体（Semiconductor）是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似，即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中，原子核外由于电子缺失形成的“空穴”，在电场作用下，空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流（一般称为正电流）。 材料中载流子（carrier）的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”（IIIA、VA族元素）来控制。如果我們在純矽中摻雜（doping）少許的砷或磷（最外層有5個電子），就會多出1個自由電子，這樣就形成N型半導體；如果我們在純矽中摻入少許的硼（最外層有3個電子），就反而少了1個電子，而形成一個電洞（hole），這樣就形成P型半導體（少了1個帶負電荷的原子，可視為多了1個正電荷）。.
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互補式金屬氧化物半導體
互補式金屬氧化物半導體（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，縮寫作 CMOS；簡稱互補式金氧半），是一種積體電路的設計製程，可以在矽質晶圓模板上製出NMOS（n-type MOSFET）和PMOS（p-type MOSFET）的基本元件，由於NMOS與PMOS在物理特性上為互補性，因此被稱為CMOS。此一般的製程上，可用來製作電腦電器的靜態隨機存取記憶體、微控制器、微處理器與其他數位邏輯電路系統、以及除此之外比較特別的技術特性，使它可以用於光學儀器上，例如互補式金氧半图像传感裝置在一些高級數位相機中變得很常見。 互補式金屬氧化物半導體具有--有在電晶體需要切換啟動與關閉時才需消耗能量的優點，因此非常節省電力且發熱量少，且製程上也是最基礎而最常用的半導體元件。早期的唯讀記憶體主要就是以这种電路制作的，由於當時電腦系統的BIOS程序和参数信息都保存在ROM和SRAM中，以致在很多情况下，當人们提到「CMOS」時，实际上指的是電腦系統之中的BIOS單元，而一般的「CMOS设置」就是意指在设定BIOS的內容。.
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异质结双极性晶体管
异质结双极性晶体管（heterojunction bipolar transistor，縮寫：HBT）是双极性晶体管的一种，它的发射区和基区使用了不同的半导体材料，这样，发射结（即发射区和基区之间的PN结）就形成了一个异质结。异质结双极性晶体管比一般的双极性晶体管具有更好的高频信号特性和基区发射效率，可以在高达数百GHz的信号下工作。它在现代的高速电路、射频系统和移动电话中应用广泛。对异质结双极型晶体管的研究始于1951年。.
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微波
微波（Microwave，Mikrowellen）是指波长介于红外线和無線電波之间的电磁波。微波的頻率范围大约在 300MHz至300GHz之間。所對應的波長為1公尺至1mm之间。微波频率比无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。 微波在雷达科技、ADS射线武器、微波炉、等离子发生器、无线网络系统（如手机网络、蓝牙、卫星电视及無線區域網路技术等）、传感器系统上均有广泛的应用。 在技术领域协定使用的四个频率分别为800MHz、2.45GHz、5.8GHz和13GHz。微波炉使用2.45GHz，此频率亦被作为ISM頻段（工業、科學及醫學用波段），使用在航空通讯领域。.
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场效应管
-- 场效应管（field-effect transistor，缩写：FET）是一种通过电场效应控制电流的电子元件。 它依靠电场去控制导电沟道形状，因此能控制半导体材料中某种类型载流子的沟道的导电性。场效应晶体管有时被称为「单极性晶体管」，以它的单载流子型作用对比双极性晶体管。由于半导体材料的限制，以及曾经双极性晶体管比场效应晶体管容易制造，场效应晶体管比双极性晶体管要晚造出，但场效应晶体管的概念却比双极性晶体管早。.
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化合物半导体
化合物半导体或複合半導體（compound semiconductor）是一类由化合物构成的半导体材料。化合物半导体中的化合物通常由两种或更多元素的原子构成。常见的化合物半导体由13至15族元素（三五半导体）构成。可能形成的化合物组合较多，这是因为可以有二元化合物（例如砷化镓）和（例如）甚至（例如AlInGaP合金）。.
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砷化鎵
砷化鎵（化學式：GaAs）是鎵和砷兩種元素所合成的化合物，也是重要的IIIA族、VA族化合物半导体材料，用來製作微波積體電路、紅外線發光二極體、半导体激光器和太陽電池等元件。.
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碳化硅
碳化硅（Silicon carbide，化學式SiC）俗称金刚砂，宝石名称钻髓，为硅与碳相键结而成的陶瓷状化合物，碳化硅在大自然以莫桑石这种稀罕的矿物的形式存在。自1893年起碳化硅粉末被大量用作磨料。将碳化硅粉末烧结可得到坚硬的陶瓷状碳化硅颗粒，并可将之用于诸如汽车刹车片、离合器和防弹背心等需要高耐用度的材料中，在诸如发光二极管、早期的无线电探测器之类的电子器件制造中也有使用。如今碳化硅被广泛用于制造高温、高压半导体。通过Lely法能生长出大块的碳化硅单晶。人造莫桑石的宝石就是通过切割由Lely法制备的大块碳化硅单晶来获得的。.
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结型场效应管
结型场效应管（JFET，从英语junction-fet或者NIGFET，从英语non-insulated-gate-fet缩写而成）是单极场效应管中最简单的一种。它可以分n沟道或者p沟道两种。在下面的论述中主要以n沟道结型场效应管为例，在p沟道结型场效应管中n区和p区以及所有电压正负和电流方向正好颠倒过来。.
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电路设计
电路设计（circuit design），广义上是指对任何电路的设计（电子电路设计），而狭义上则主要指集成电路设计中寄存器传输级设计（即功能设计）和物理设计两大步骤之间，将逻辑综合产生的逻辑门级网表，转换到更低抽象级的晶体管级电路所经历的设计过程。为了表示这种情况与广义上电路设计的区别，工程师有时也将其称为晶体管级设计。.
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高电子迁移率晶体管
电子迁移率晶体電晶體（High electron mobility transistor, HEMT），也称调制掺杂场效应管（modulation-doped FET, MODFET）是场效应電晶體的一种，它使用两种具有不同能隙的材料形成异质结，为载流子提供通道，而不像金屬氧化物半導體場效電晶體那样，直接使用掺杂的半导体而不是结来形成导电沟道。砷化镓、砷镓铝三元化合物半导体是构成这种器件的可选材料，当然根据具体的应用场合，可以有其他多种组合。例如，含铟的器件普遍表现出更好的高频性能，而近年来发展的氮化镓高电子迁移率晶体管则凭借其良好的高频特性吸引了大量关注。高电子迁移率晶体管可以在极高频下工作，因此在移动电话、卫星电视和雷达中应用广泛。.
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肖特基势垒
肖特基势垒是指具有整流特性的金属-半导体界面，就如同二极管具有整流特性。肖特基势垒（障壁）相較於PN接面最大的区别在於具有較低的接面电压，以及在金属端具有相當薄的(几乎不存在)耗尽层寬度。 並非所有的金属-半导体接面都是具有整流特性的，不具有整流特性的金属-半导体接面則稱為欧姆接触。整流属性決定於金属的功函、固有半导体的能隙，以及半导体的掺杂類型及浓度。在設計半导体器件時需要對肖特基效应相當熟悉，以確保不會在需要歐姆接觸的地方意外地產生肖特基势垒。.
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金属
金属是一种具有光泽（对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、传热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。由於金屬的電子傾向脫離，因此具有良好的導電性，且金属元素在化合物中通常帶正价電，但當溫度越高時，因為受到了原子核的熱震盪阻礙，電阻將會變大。金屬分子之間的連結是金屬鍵，因此隨意更換位置都可再重新建立連結，這也是金屬伸展性良好的原因之一。 在自然界中，絶大多數金屬以化合態存在，少數金屬例如金、銀、鉑、鉍可以游離態存在。金屬礦物多數是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及矽酸鹽。 屬於金屬的物質有金、銀、銅、鐵、鋁、錫、錳、鋅等。在一大氣壓及25攝氏度的常温下，只有汞不是固體（液態），其他金属都是固體。大部分的純金屬是銀色，只有少數不是，例如金為黄色，銅為暗紅色。 在一些個別的領域中，金屬的定義會有些不同。例如因為恆星的主要成份是氫和氦，天文學中，就把所有其他密度較高的元素都統稱為「金屬」。因此天文學和物理宇宙學中的金屬量是指其他元素的總含量。此外，有許多一般不會分類為金屬的元素或化合物，在高壓下會有類似金屬的特質，稱為「金屬性的同素異形體」。.
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金屬氧化物半導體場效電晶體
金屬氧化物半導體場效電晶體（簡稱：金氧半場效電晶體；Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，縮寫：MOSFET），是一種可以廣泛使用在模拟電路與数字電路的場效電晶體。金屬氧化物半導體場效電晶體依照其通道極性的不同，可分為电子占多数的N通道型與空穴占多数的P通道型，通常被稱為N型金氧半場效電晶體（NMOSFET）與P型金氧半場效電晶體（PMOSFET）。 以金氧半場效電晶體（MOSFET）的命名來看，事實上會讓人得到錯誤的印象。因為MOSFET跟英文單字「metal（金屬）」的第一個字母M，在當下大部分同類的元件裡是不存在的。早期金氧半場效電晶體閘極使用金屬作為材料，但由於多晶矽在製造工藝中更耐高溫等特點，許多金氧半場效電晶體閘極採用後者而非前者金屬。然而，隨著半導體特徵尺寸的不斷縮小，金屬作為閘極材料最近又再次得到了研究人員的關注。 金氧半場效電晶體在概念上屬於絕緣閘極場效電晶體（Insulated-Gate Field Effect Transistor, IGFET）。而絕緣閘極場效電晶體的閘極絕緣層，有可能是其他物質，而非金氧半場效電晶體使用的氧化層。有些人在提到擁有多晶矽閘極的場效電晶體元件時比較喜歡用IGFET，但是這些IGFET多半指的是金氧半場效電晶體。 金氧半場效電晶體裡的氧化層位於其通道上方，依照其操作電壓的不同，這層氧化物的厚度僅有數十至數百埃（Å）不等，通常材料是二氧化硅（SiO2），不過有些新的進階製程已經可以使用如氮氧化硅（silicon oxynitride, SiON）做為氧化層之用。 今日半導體元件的材料通常以矽為首選，但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的製程，當中最著名的例如國際商業機器股份有限公司使用硅與鍺的混合物所發展的矽鍺製程（SiGe process）。而可惜的是很多擁有良好電性的半導體材料，如砷化鎵（GaAs），因為無法在表面長出品質夠好的氧化層，所以無法用來製造金氧半場效電晶體元件。 當一個夠大的電位差施於金氧半場效電晶體的閘極與源極之間時，電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷，而這時就會形成反轉通道（inversion channel）。通道的極性與其汲極（drain）與源極相同，假設汲極和源極是n型，那麼通道也會是n型。通道形成後，金氧半場效電晶體即可讓電流通過，而依據施於閘極的電壓值不同，可由金氧半場效電晶體的通道流過的電流大小亦會受其控制而改變。.
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雷达
雷达（RADAR），是英文「Radio Detection and Ranging」（無線電偵測和定距）的縮寫及音譯。將電磁能量以定向方式發射至空間之中，藉由接收空間內存在物體所反射之電波，可以計算出該物體之方向，高度及速度，并且可以探测物体的形状。.
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集成电路
集成电路（integrated circuit，縮寫：IC；integrierter Schaltkreis）、或称微电路（microcircuit）、微芯片（microchip）、晶--片/芯--片（chip）在电子学中是一种把电路（主要包括半導體裝置，也包括被动元件等）小型化的方式，並時常制造在半导体晶圓表面上。 前述將電路製造在半导体晶片表面上的積體電路又稱薄膜（thin-film）積體電路。另有一種（thick-film）（hybrid integrated circuit）是由独立半导体设备和被动元件，集成到基板或线路板所构成的小型化电路。 本文是关于单片（monolithic）集成电路，即薄膜積體電路。 從1949年到1957年，維爾納·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默 (Jeffrey Dummer)、西德尼·達林頓(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都開發了原型，但現代積體電路是由傑克·基爾比在1958年發明的。其因此榮獲2000年諾貝爾物理獎，但同時間也發展出近代實用的積體電路的罗伯特·诺伊斯，卻早於1990年就過世。.
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通信
通信是發送者通过某種媒體以某種格式來傳遞信息到收信者以達致某個目的。在古代，人們通過驛站、飛鴿傳書、烽火報警、符號、語言、眼神、觸碰等方式進行信息傳遞。到了今天，隨著科技水平的飛速發展，通訊基本完全利用有線或無線電完成，相繼出現了有線電話、固定電話、無線電話、手機、網際網路甚至視訊電話等各種通訊方式。通訊技術拉近了人與人之間的距離，提高了通訊的效率，深刻的改變了人類的通訊。交流也是一種方法讓其他人理解你。.
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PN结
一塊半導體晶體一側摻雜成P型半導體，另一側摻雜成N型半導體，中間二者相連的接觸面稱為PN结（）。PN结是電子技術中許多元件，例如半導體二極管、雙極性晶體管的物质基础。.
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