半导体

半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的特殊材料，其电阻率在10⁻³到10⁸欧姆·厘米范围内。这种独特的电学特性使其成为现代电子工业的基石。

半导体的核心特性是导电性可控——通过掺入特定杂质（掺杂）可精确调节其导电能力，并能通过外部电场、光照、温度等因素改变其导电状态。这一特性源于其独特的能带结构：价带和导带之间存在禁带宽度，电子需要能量才能跃迁到导带参与导电。

基于这些特性，半导体材料（主要是硅）被制成二极管、晶体管、集成电路等核心元件，实现信号的放大、开关、整流等功能。从智能手机到超级计算机，从家电到航天器，几乎所有电子设备都依赖半导体技术。此外，砷化镓、氮化镓等化合物半导体在光电子、高频器件等特殊领域发挥着不可替代的作用。

半导体的工作原理

  • 能带理论原理：价带电子受激发跃迁至导带，形成电子-空穴对，产生导电能力。
  • 掺杂控制原理：通过掺入III/V族元素形成P型（空穴主导）或N型（电子主导）半导体。
  • PN结单向导电：P型与N型结合形成耗尽层，正向偏压降低势垒导通，反向偏压增大势垒截止。
  • 场效应原理：栅极电压控制沟道载流子浓度，实现电流通断的电压控制型开关。
  • 光电效应原理：光照激发电子跃迁，光敏半导体将光信号转换为电信号。
  • 热电效应原理：利用塞贝克效应将热能直接转换为电能，实现温差发电。
  • 霍尔效应原理：磁场使运动电荷偏转，在半导体两侧产生电势差，用于磁感应检测。
  • 量子隧穿效应：纳米尺度下电子穿越势垒，构成闪存等量子器件的物理基础。

半导体的特点

  • 导电可控性：通过掺杂和外部场强可精确调节导电性能，实现开关功能。
  • 温度敏感性：导电性随温度升高而增强，具有负电阻温度系数特性。
  • 光电特性：具备光电转换能力，可实现光探测、发光和能量转换功能。
  • 微型化能力：采用平面工艺可制造纳米级器件，集成度每18-24个月翻倍。
  • 功耗优势：CMOS电路静态功耗极低，适合电池供电的便携设备。
  • 可靠性高：固态器件无机械磨损，寿命可达数十年。
  • 制造精密：采用光刻技术，加工精度达纳米级，需超净环境生产。
  • 材料多样性：硅、锗元素半导体与III-V族化合物半导体各具特色。

半导体的类型

  • 元素半导体：硅、锗等单一元素构成，硅因氧化特性成为主流材料。
  • 化合物半导体：砷化镓、氮化镓等III-V族化合物，适用于高频光电器件。
  • 有机半导体：聚噻吩等聚合物材料，具备柔性和溶液加工优势。
  • 氧化物半导体：氧化锌、氧化铟镓锌等，适用于透明柔性电子。
  • 磁性半导体：掺锰砷化镓等兼具磁性和半导体特性。
  • 低维半导体：量子点、纳米线等纳米结构呈现量子限域效应。
  • 宽禁带半导体：碳化硅、氮化镓耐高压高温，适用于功率电子。
  • 非晶半导体：非晶硅用于太阳能电池和液晶显示薄膜晶体管。

半导体的应用领域

  • 集成电路：CPU、存储器等微芯片构成计算机和智能设备核心。
  • 功率电子：IGBT、MOSFET等用于变频器、电动汽车电力转换。
  • 光电器件：LED照明、激光器、光伏电池实现光-电转换应用。
  • 传感器技术：CMOS图像传感器、MEMS传感器实现环境感知。
  • 通信设备：射频芯片、光通信器件支撑5G和光纤网络。
  • 显示技术：TFT-LCD、OLED驱动芯片实现图像显示功能。
  • 汽车电子：ECU、雷达芯片推动自动驾驶技术发展。
  • 物联网设备：低功耗芯片支撑智能终端互联与边缘计算。

如何选择半导体

  • 根据性能需求选择材料类型：硅基半导体适用于大多数逻辑和存储芯片；需要高频特性时选择砷化镓；功率器件优先考虑碳化硅或氮化镓；柔性电子设备可选用有机半导体。同时需评估载流子迁移率、禁带宽度等本征参数是否满足应用场景要求。
  • 依据工作环境确定耐受特性：高温环境（>150℃）选择宽禁带半导体；高辐射场景选用特殊封装或SOI结构；汽车电子必须符合AEC-Q100标准；消费类产品重点关注ESD防护等级。需确保半导体器件的可靠性指标超过实际使用条件的30%安全余量。
  • 匹配电路系统的电压电流规格：功率器件耐压值应为工作电压的2-3倍；驱动能力需满足峰值电流需求；数字电路选择合适逻辑电平（1.8V/3.3V/5V）；射频电路注意阻抗匹配特性。同时评估散热需求，确保结温不超过最大额定值的80%。
  • 平衡成本与供应链稳定性：量产产品优先选择标准化器件；特殊需求考虑ASIC定制但需承担NRE费用；避免使用即将停产器件；关键部件应保证第二货源。通过价值工程分析，在性能相当情况下选择更具成本优势的解决方案。
  • 评估封装形式与集成度需求：空间受限场景选用QFN/BGA封装；高功率应用采用TO封装带散热基板；系统级封装可减少外围元件；物联网设备优先选择集成无线功能的SoC。同时考虑引脚数量、焊接工艺兼容性和维修便利性。

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14033 Products showing for 半导体

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最后的 RS 库存
STMicroelectronics 双向, ESDX051-2BU3 3 TVS二极管, 共阳极, 通孔安装, 最小击穿6 V, 15 W, SOD-882, 3引脚
  • RS Stock No. 213-3377
  • Mfr. Part No. ESDX051-2BU3
个（每托盘 100 ）
RMB0.758(exc. VAT)
暂时缺货
STMicroelectronics 温度传感器芯片, ±1°C精度, 模拟接口, 3针, 电压输出, 通孔安装, 最高+100 °C, TO-92
  • RS Stock No. 103-1583
  • Mfr. Part No. LM335AZ
个 (以毎袋：2500)
RMB5.65(exc. VAT)
有库存
STMicroelectronics STM32U5Axxx 微控制器, ARM Cortex M33内核, 144引脚, WLCSP, 最大160 MHz, 4MB 闪存, 2.5 MB RAM
  • RS Stock No. 330-523P
  • Mfr. Part No. STM32U5A5ZJY3QTR
个 (以每卷装提供)
RMB121.75(exc. VAT)
有库存
STMicroelectronics , VND7040AJTR 通用驱动器 MOSFET, PowerSSO, 1个驱动器, 16引脚 28 V, 表面安装, 11 A输出
  • RS Stock No. 190-6860
  • Mfr. Part No. VND7040AJTR
个（每托盘 5 ）
RMB16.56(exc. VAT)
暂时无法供应
STMicroelectronics 通孔, 1 A, 30 V, DO-41, 肖特基二极管整流器, 2引脚 二极管, 单, 1N5818系列
  • RS Stock No. 920-9082
  • Mfr. Part No. 1N5818
个 (以毎袋：2000)
RMB0.403(exc. VAT)
暂时缺货
STMicroelectronics 双向 1 TVS二极管, 单, 表面安装, 最小击穿28.9 V, 600 W, DO-214, 2引脚
  • RS Stock No. 917-2744P
  • Mfr. Part No. SMBJ26CA-TR
个 (以每卷装提供)
RMB1.09(exc. VAT)
暂时无法供应
STMicroelectronics 双向, BZW04-48B 1 TVS二极管, 单, 通孔安装, 最小击穿53.2 V, 400 W, DO-15, 2引脚
  • RS Stock No. 714-6970
  • Mfr. Part No. BZW04-48B
个（每托盘 20 ）
RMB2.451(exc. VAT)
暂时缺货
STMicroelectronics 单向 4 TVS二极管, 共阳极, 表面安装, 最小击穿5.3 V, 500 W, SOT-23, 5引脚
  • RS Stock No. 168-5762
  • Mfr. Part No. ESDA5V3SC5
个（每带 3000 ）
RMB0.661(exc. VAT)
有库存
STMicroelectronics 表面, 300 mA, 40 V, SOD-523, 肖特基二极管整流器, 2引脚 二极管, 单, BAT54系列
  • RS Stock No. 165-7561
  • Mfr. Part No. BAT54KFILM
个（每带 3000 ）
RMB0.316(exc. VAT)
暂时缺货
STMicroelectronics 表面, STTH1R02ZF, 1 A, 200 V, SOD-123, 快速恢复整流器, 2引脚 二极管, 单
  • RS Stock No. 189-4435
  • Mfr. Part No. STTH1R02ZF
个（每托盘 50 ）
RMB1.458(exc. VAT)
有库存
STMicroelectronics 电刷直流电动机, STSPIN240 低压双刷DC电动机驱动器, 16引脚, 表面安装, QFN封装, STSPIN系列
  • RS Stock No. 162-3647
  • Mfr. Part No. STSPIN240
个（每托盘 5 ）
RMB14.04(exc. VAT)
暂时缺货
STMicroelectronics , STDRIVE601TR MOSFET MOSFET, SO-28, 1个驱动器, 28引脚 20 V, 通孔安装, 0.35 A输出
  • RS Stock No. 202-5498
  • Mfr. Part No. STDRIVE601TR
个（每托盘 5 ）
RMB17.662(exc. VAT)
暂时缺货
STMicroelectronics 表面, STPS30H100DJF-TR, 30 A, 100 V, PowerFLAT, 肖特基二极管整流器, 8引脚 二极管, 单, STPS30H100DJF系列
  • RS Stock No. 189-4390
  • Mfr. Part No. STPS30H100DJF-TR
个（每托盘 10 ）
RMB6.547(exc. VAT)
有库存
STMicroelectronics 步进式 电机驱动芯片, 20引脚 10 V, 通孔安装, PDIP封装, L297系列
  • RS Stock No. 828-9927P
  • Mfr. Part No. L297/1
个 (以每管装提供)
RMB71.02(exc. VAT)
暂时缺货
STMicroelectronics 电压至频率转换器, FVC, VFC, 电压转换, 1 kHz, 1 %FSR线性误差, 双电源30 V, 双电源4.5 V, 表面, SSOP, 10引脚
  • RS Stock No. 175-0472
  • Mfr. Part No. VIPER115LSTR
个（每带 2500 ）
RMB5.954(exc. VAT)
暂时无法供应
STMicroelectronics 通孔, 8 A, 650 V, TO-220, 2引脚 二极管, 单, STPSC系列
  • RS Stock No. 164-6971
  • Mfr. Part No. STPSC8065D
每管：50 个
RMB16.50(exc. VAT)
有库存
STMicroelectronics 通孔, 10 A, 1200 V, DO-247, 肖特基二极管整流器, 2引脚 二极管, 单
  • RS Stock No. 164-6968
  • Mfr. Part No. STPSC10H12WL
每管：30 个
RMB38.384(exc. VAT)
有库存
STMicroelectronics 通孔, 30 A, 100 V, TO-220, 肖特基二极管整流器, 3引脚 二极管, 单, FERD30H100S系列
  • RS Stock No. 163-9818
  • Mfr. Part No. FERD30H100STS
个（每托盘 10 ）
RMB5.403(exc. VAT)
最后的 RS 库存
STMicroelectronics 通孔, 30 A, 45 V, I2PAK (TO-262), 肖特基二极管整流器, 3引脚 二极管, 双中心抽头, FERD30M45C系列
  • RS Stock No. 163-9813
  • Mfr. Part No. FERD30M45CR
个（每托盘 10 ）
RMB8.306(exc. VAT)
暂时缺货
STMicroelectronics 表面, 20 A, 100 V, TO-252, 肖特基二极管整流器, 3引脚 二极管, 单, FERD20S100S系列
  • RS Stock No. 163-7344
  • Mfr. Part No. FERD20S100SB-TR
个（每带 2500 ）
RMB3.254(exc. VAT)
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