P型半導體

   在純凈的硅(或鍺)晶體內(nèi)摻入微量的三價元素硼(或銦)，因硼原子的外層有三個價電子，當它與周圍的硅原子組成共價鍵結(jié)構(gòu)時，會因缺少一個電子而在晶體中產(chǎn)生一個空穴，摻入多少三價元素的雜質(zhì)原子，就會產(chǎn)生多少空穴。因此，這種半導體將以空穴導電為其主要導體方式，稱為空穴型半導體，簡稱P型半導體。必須注意的是，產(chǎn)生空穴的同時并沒有產(chǎn)生新的自由電子，但原有的晶體仍會產(chǎn)生少量的電子空穴對。

   從以上分析可知，不論是N型半導體還是P型半導體，它們的導電能力是由多子的濃度決定的。可以認為，多子的濃度約等于摻雜原子的濃度，它受溫度的影響很小。在一塊硅片上采用不同的摻雜工藝，一邊形成N型半導體，一邊形成P型半導體，則在兩種半導體的交界面附近形成PN結(jié)；PN結(jié)是構(gòu)成各種半導體器件的基礎(chǔ)。

   1.PN結(jié)的形成 

   在一塊硅或鍺的晶片上，數(shù)字電壓，采取不同的摻雜工藝，分別形成N型半導體區(qū)和P型半導體區(qū)。由于N區(qū)的多數(shù)載流子為電子(即電子濃度高)，少子為空穴(空穴濃度低)，而P區(qū)正相反，多數(shù)載流子為空穴(即空穴濃度高)，少子為電子(電子濃度低)；在P區(qū)與N區(qū)的交界面兩側(cè)，由于濃度的差別，空穴要從濃度高的P區(qū)向濃度低的N區(qū)擴散，N區(qū)的自由電子要向P區(qū)擴散，由于濃度的差別而引起的運動稱為擴散運動。這樣，在P區(qū)就留下了一些帶負電荷的雜質(zhì)離子，在N區(qū)就留下了一些帶正電荷的雜質(zhì)離子，從而形成一個空間電荷區(qū)。這個空間電荷區(qū)就是PN結(jié)。在空間電荷區(qū)內(nèi)，只有不能移動的雜質(zhì)離子而沒有載流子，數(shù)字電壓表課程設(shè)計報告，所以空間電荷區(qū)具有很高的電阻率。

一、物理基礎(chǔ)    所有物質(zhì)按照導電能力的差別可分為導體、半導體和絕緣體三類。半導體材料的導電性能介于導體和絕緣體之間。或者說，半導體是介于導體和絕緣體之間的物質(zhì)。常用的半導體材料有：元素半導體硅(Si)和鍺(Ge)、化合物半導體(GaAs)等。導體的電阻率在10-4Ω?cm以下，簡易數(shù)字電壓表電路圖，如銅的電阻率為1.67×10-6 Ω?cm，絕緣體的電阻率在1010 Ω?cm以上，半導體的電阻率在10-3Ω?cm～109Ω?cm之間，與導體的電阻率相比較，半導體的電阻率有以下特點。

1.對溫度反映靈敏

導體的電阻率隨溫度的升高略有升高，如銅的電阻率僅增加0.4%左右，但半導體的電阻率則隨溫度的上升而急劇下降，如純鍺，溫度從20℃上升到30℃時，電阻率降低一半左右。

2.雜質(zhì)的影響顯著

金屬中含有少量雜質(zhì)其電阻率不會發(fā)生顯著變化，但是，直流數(shù)字電壓表的設(shè)計，極微量的雜質(zhì)摻在半導體中，會引起電阻率的極大變化。如在純硅中加入百萬分之一的硼，就可以使硅的電阻率從2.3×105 Ω?cm急劇減少到0.4 Ω?cm左右。

3.光照可以改變電阻率

例如，有些半導體(如)受到光照時，其導電能力會變得很強；當無光照時，又變得像絕緣體那樣不導電，利用這種特性可以制成光敏元件。而金屬的電阻率則不受光照的影響。

溫度、雜質(zhì)、光照對半導體電阻率的上述控制作用是制作各種半導體器件的物理基礎(chǔ)。

應用驗證是指導IC元器件在系統(tǒng)中的可靠應用的關(guān)鍵，重點要關(guān)注應用系統(tǒng)對器件接口信號的影響，因此無論是采用純軟件還是軟硬件協(xié)同的方式進行應用驗證都需要先完成應用系統(tǒng)的PCB工作。本文提出的應用驗證技術(shù)方案以基IBIS模型在多個平臺進行PCB SI(Signal Integrity)的方式提取出所需的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)應用環(huán)境的模擬;在此基礎(chǔ)上通過軟件和軟硬件協(xié)同兩種方法來實現(xiàn)數(shù)字IC器件的應用驗證。為保證應用驗證的順利進行，對方案中涉及到的IBIS建模、PCB SI和S參數(shù)的提取及等技術(shù)進行了研究。

提出的應用驗證技術(shù)方案的指導下，以SRAM的應用驗證為例進行了相關(guān)的技術(shù)探索。首先對IBIS模型建模技術(shù)進行了深入研究，并完成了SRAM以及80C32等相關(guān)IC器件的IBIS模型建模工作;接著基于IBIS模型進行PCB SI，模擬了SRAM的板級應用環(huán)境并提取了應用驗證所需的數(shù)據(jù);后分別對適用于SRAM的軟件平臺和軟硬件協(xié)同平臺進行了相關(guān)設(shè)計，并完成了SRAM的應用驗證。通過對SRAM的應用驗證，證明了本文所提出的應用驗證技術(shù)方案的可行性。