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。模拟IC处理的信号都具有连续性，可以转换为正弦波研究，而数字IC处理的是非连续性信号，都是脉冲方波。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，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，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，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。
IC半导体的基础知识(三)
杂质半导体 在本征半导体中，如果掺入微量的杂质(某些特殊元素)，将使掺杂后的半导体(杂质半导体)的导电能力显著改变。根据掺入杂质性质的不同，杂质半导体分为电子型半导体(N型)和空穴型半导体(P型)两大类。
1.N型半导体
若在纯净的硅晶体中掺入微量的五价元素(如磷)，这样，硅原子占有的某些位置会被掺入的微量元素(如磷)原子所取代。举个栗子：（101）?=1×22 0×21 1×2?=（5）??，这个二进制数第2位是1，它的权重是22，相乘为1×22。而整个晶体结构基本不变。磷原子与硅原子组成共价键结构只需四个价电子，而磷原子的外层有五个价电子，多余的那个价电子不受共价键束缚，只需获得很少的能量就能成为自由电子。由此可见，掺入一个五价元素的原子，就能提供一个自由电子。必须注意的是，产生自由电子的同时并没有产生空穴，但由于热运动原有的晶体仍会产生少量的电子空穴对。所以，只要在本征半导体中掺入微量的五价元素，就可以得到大量的自由电子，且自由电子数目远比掺杂前的电子空穴对数目要多得多。
这种以自由电子导电为主要导电方式的杂质半导体称为电子型半导体，简称N型半导体。而CMOS工艺主要用在5V以下的低电压环境，并且持续朝低电压方向发展。N型半导体中存在着大量的自由电子，这就提高了电子与空穴的复合机会，相同温度下空穴的数目比掺杂前要少。所以，在N型半导体中，电子是多数载流子(简称多子)，空穴是少数载流子(简称少子)。N型半导体主要靠自由电子导电，掺入的杂质浓度越高，自由电子数目越大，导电能力也就越强。
在N型半导体中，一个杂质原子提供一个自由电子，当杂质原子失去一个电子后，就变为固定在晶格中不能移动的正离子，但它不是载流子。因此，N型半导体就可用正离子和与之数量相等的自由电子去表示。
数字IC测试
随着Internet的普及,远程教育在我国已有了很大的发展,尤其是CAI课件以及一些教学交互的软件的研究已有相当的程度。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。然而远程实验的发展却大大落后,这是由于不同领域实验的远程化需要研究不同的实现方法。 在本文中首先阐述了一种高校电子信息类***数字逻辑以及现代可编程器件(FPGA/CPLD)等课程的远程实验系统,在这个系统中使用远程测试(数字IC测试)来实现实实在在的硬件实验,使得这个系统不同于纯软件的。
接着叙述了该实验系统中虚拟实验环境软件和实验服务提供端的数字IC测试系统的设计。这是一个有趣的话题，电阻、电容、电感的相互作用，产生和干扰，也是数字电路要解决的重要问题。虚拟实验环境软件提供一个可灵活配置、形象直观的实验界面,这个界面为使用者提供了实验的***认识。数字IC测试系统完成实际实验:提供激励并测试响应。本文叙述的数字IC测试系统可对多达96通道的可编程器件进行实验,另外它还作为面向维修的测试仪器,具有在线测试、连线测试、V-I测试、施加上拉电阻、调节门槛比较电平等功能。
集成电路Ic
集成电路芯片，简称为IC；说白了，便是把一定总数的常见电子元器件，如电阻器、电容器、晶体三极管等，及其这种元器件中间的联线，根据半导体材料加工工艺集成化在一起的具备特殊作用的电源电路。
集成电路芯片早已在各个领域中充分发挥着十分关键的***，是当代信息社会的根基。由于潮湿敏***元件使用的增加，诸如薄的密间距元件(fine-pitchdevice)和球栅阵列(BGA,ballgridarray)使得对这个失效机制的关注也增加了。集成电路芯片的含意，早已远远地超出了其刚问世时的界定范畴，但其关键的一部分，依然沒有更改，那便是“集成化”，其所衍化出去的各种各样课程，大多数是紧紧围绕着“集成化哪些”、“怎样集成化”、“如何处理集成化产生的利与弊”这三个难题来进行的。