半導體分立器件基礎知識講解

1、分立器件基本概念
半導體分立器件是指由半導體材料製成的，具有單一功能或特定功能的電子元器件，其基礎單元室PN接面。常見的半導體分立器件包括二極體、三極體、場效電晶體、閘流體、IGB等。這些器件的主要製造材料包括矽、鍺、碳等半導體元素，第一代和第二代半導體是矽基材料，第三代儀碳化矽和氮化鎵為代表，主要用於製造二極體、MOS管、IGBT等
2、常見分立器件的種類
二極體：二極體是一種具有單向導電性的半導體器件，它包括陽極和陰極兩個電極。根據製造材料的不同，二極體可以分為矽二極體和鍺二極體。二極體在電路中可以起到整流、檢波、開關等作用。二極體種類很多，包括穩壓二極體、肖特基二極體、瞬態二極體、光敏二極體等
三極體：三極體是一種具有三個電極的半導體器件，它包括基極、集電極和發射極。三極體可以透過控制基極電流來控制集電極和發射極之間的電流，從而實現放大訊號的作用。三極體在電路中可以起到放大、開關、振盪等作用。
場效電晶體：場效電晶體是一種透過電場效應控制電流的半導體器件，它包括源極、柵極和漏極三個電極。場效電晶體具有高輸入阻抗、低噪聲等優點，因此在高速、低功耗的電路中得到廣泛應用。
可控矽：可控矽(Silicon Controlled Rectifier)，簡稱SCR,是一種大功率電器元件，也稱閘流體。是一種具有可控導通能力的半導體器件，它包括陽極、陰極和門極三個電極。閘流體可以在控制訊號的作用下實現導通和關斷，因此廣泛應用於電力電子、控制等領域。它具有體積小、效率高、壽命長等優點。在自動控制系統中，可作為大功率驅動器件，實現用小功率控制元件控制大功率裝置。它在交直流電機調速系統、調功系統及隨動系統中得到了廣泛的應用。
可控矽分單向可控矽和雙向可控矽兩種。單向可控矽也就是我們通常所說的閘流體，雙向可控矽也叫三端雙向可控矽，簡稱TRIAC。雙向可控矽在結構上相當於兩個單向可控矽反向連線，這種可控矽具有雙向導通功能。其通斷狀態由控制極G決定。在控制極G上加正脈衝(或負脈衝)可使其正向(或反向)導通。這種裝置的優點是控制電路簡單，沒有反向耐壓問題，因此特別適合做交流無觸點開關使用。
IGBT：IGBT，中文全稱絕緣柵雙極型電晶體，是由BJT（雙極型三極體）和MOS（絕緣柵型場效電晶體）組成的複合全控型電壓驅動式功率半導體器件。IGBT與微電子技術中晶片技術（CPU）一樣，IGBT晶片技術是電力電子行業中的“心臟”和“大腦”，能控制並提供大功率的電力裝置電能變換，有效提升裝置的能源利用效率、自動化和智慧化水平。由IGBT晶片組成的IGBT器件、模組、元件以及系統裝置廣泛應用於空調、洗衣機等家用電器，以及軌道交通、智慧電網、航空航天、船舶驅動、新能源、電動汽車等高階產業，特別是在涉及國家經濟安全、國防安全等戰略性產業領域，高功率等級的IGBT尤為關鍵。
光耦：全稱光電耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光電耦合器以光為媒介傳輸電訊號。它對輸入、輸出電訊號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。光電耦合器是一種把發光器件和光敏器件封裝在同一殼體內， 中間透過電→光→電的轉換來傳輸電訊號的半導體光電子器件。其中，發光器件一般都是發光二極體。而光敏器件的種類較多，除光電二極體外，還有光敏三極體、光敏電阻、光電閘流體等。光電耦合器可根據不同要求，由不同種類的發光器件和光敏器件組合成許多系列的光電耦合器。
3、分立器件常規靜態引數：
漏電引數：IR、ICBO、LCEO/S/X、IDSS/X、IDOFF、IDRM、IRRM、ICOFF、IDGO、ICES、IGESF、IGESR、IEBO、IGSSF、IGSSR、IGSS、IGKO、IR(OPTO)
擊穿引數：BVCEO、BVCES、BVDSS、VD、BVCBO、VDRM、VRRM、VBB、BVR、VD+、VD-、BVDGO、BVZ、BVEBO、BVGSS、BVGKO
導通引數：VCESAT、VBESAT、VBEON、 VF、VT、VT+、VT-、VON、VDSON、VDON、VGSON、VF(Opto-Diode)VGSTH、VTM、VGETH、VSD、IDON、VSAT、IDON、VO(Regulator)Notch=IGT1、IGT4、ICON、VGEON、、IIN(Regulator)
關斷引數：VGSOFF
觸發引數：IGT、VGT
保持引數：IH、IH+、IH-
鎖定引數：IL、IL+、IL-
增益引數：hFE、CTR、gFS
混合引數：RDSON、gFS、Input@Output/Regulation
4、分立器件靜態引數測試的意義
半導體分立器件的靜態引數亦或直流引數是器件效能的基本指標，反映了器件的耐壓過流能力及功耗情況，直接反應器件的基本狀態，是“來料檢驗 ”“失效分析 ”“選型配對 ”“量產測試 ”等不同應用場景必測的專案。
5、主要測試裝置
目前世界上針對半導體分立器件引數測試主要以美國泰克、是德科技、STI、瑞士LEMSYS、日本巖崎、友能、臺灣冠魁等國際知名大廠裝置為主，近年來隨著國內半導體技術的發展，國產裝置異軍突起，湧現出一批半導體裝置公司，研發出一批比肩國際大廠的高階國產半導體分立器件測試裝置，尤其以陝西天士立，北京華峰，佛山聯動為代表，陝西天士立科技有限公司推出的STD2000半導體分立器件靜態引數測試系統，能測試多種電子元器件的靜態直流引數，覆蓋7大類別26分類，包括“二極體類”“三極體類”“保護類器件”“穩壓整合類”“繼電器類”“光耦類”“感測監測類”等品類的繁多的電子元器件。高壓源1400V（選配2KV），高流源40A（選配 100A,200A,500A），柵極電壓40V/100mA，解析度最高至1.5uV / 1.5pA，精度最高可至0.1%，除靜態引數還可測試“結電容” ，支援“脈衝式自動加熱”和“分選機連線”，可謂功能極其強大！