前言
怀着激动的心情,收到了申请已久的书籍,拿到手之后看封面很不错,拿到手里也很有质感,很厚实。感谢面包板社区提供的平台,同时感谢机械工业出版社提供的书籍,跟我一起感受一下《极简图解 半导体技术基本原理》阅读心得。
这本书是日本西久保著作的,从书名和芯片的图片就可以看出,这是一本用简洁的语言去描述半导体技术的基本原理,设计以及制造工艺的学习参考书。
目录
翻开扉页,这本书很清晰的介绍了半导体含义和物理特性,集成电路IC、大规模集成电路LSI以及其类型、工作原理和应用领域。在此基础上详细介绍了LSI的开发与设计、LSI制造的前端、LSI制造的后端, 那么我能通过这本书了解到什么呢?这本书让我全面了解集成电路芯片的设计技术、制造工艺和测试、封装技术。最后,本书还介绍了代表性半导体元件以及半导体工艺的发展极限。
作为一个IC应用工程师,或多或少要了解集成电路一些基础知识,这本书就很好给我解释这些内容,让我快速了解半导体IC的全工作流程,同时也在通过理论基础和制造方法对IC行业工作的解读,正如书中所说,为以后实际开发打下深厚的理论基础,为技术的创新提供启发性和创新性的方向和途径,值得学习!
第一章&第二章 什么是半导体?什么是IC、LSI
半导体指的是制造在半导体材料上的集成电路,分为集成电路IC、大规模集成电路LSI和超大规模集成电路VSI。
半导体原先指的是电阻介于导电性良好的导体和不导电的绝缘体之间的材料,根据添加的材料不同,半导体具有绝缘体和导体双重导电性,那么我们就能根据这个性质利用半导体材料制作出超级电子元器件集成电路。
第三章 半导体元件的基本操作
首先了解一下晶体管的基本原理,现在大规模集成电路的工作原理的理解,是以P型半导体和N型半导体接触形成的PN结及二极管功能的理解为基础的。
这一章主要是介绍双极性晶体管,MOS晶体管,LSI中最常用的CMOS晶体管的工作原理及存储器(DRAM、闪存)操作的基本原理,可见干货满满,这些晶体管都是使用PN结来实现的,并且应用到LSI中,PN结才是半导体的鼻祖哈哈哈。
我们知道二极管是由P型半导体和N型半导体彼此连接在一起的半导体电子元件即为二极管,内部是一个PN结,它有个特性,正向偏置下有电流流动,反向偏置下电流不能流动。所以构成了二极管的单向导电性。而二极管具有整流作用,电流只能从一个方向上从P型半导体流向N型半导体。
双极性晶体管就是我们熟知的三极管,分为NPN型和PNP型。它有三个极,分别是集电极、基极和发射极。它是电流控制型晶体管,主要是小电流(Ib)控制大电流(Ic),所以这就是双极型三极管的放大作用。
MOS晶体管就是MOS管, 由于双极型晶体管在结构上的特点,它不能有利于集成度的提高,所以目前数字电路为主的LSI大多适合于微细化的MOS晶体管,分为PMOS和NMOS。它有三个极,分别是漏极,源极和栅极,它是电压控制型晶体管,经常用于电子开关使用,随着Vgs的增大,电流Ids成正比的增加,除了微细化、结构简单外,MOSFET在功耗方面比三极管更有优势,所以这是MOS管陈为LSI制造主流的原因。
CMOS=PMOS+NMOS,这俩成对的使用。CMOS最大的特点就是功耗低,最基本的LSI逻辑电路结构是反相器。
存储器DRAM,是动态RAM,一种非常典型的半导体存储器,DRAM的存储单元是由一个MOS晶体管和一个电容器组成,其中电容器具有存储电荷的功能,电荷存储时记为“1”,没有电荷存储时记为“0”,而MOS管是存储和读取电容器电荷的开关。
闪存是属于EEPROM的非易失性存储器,它结合了RAM和ROM的双重特点,既可以像RAM那样进行数据的电重写(擦除),也可以像ROM那样在断电时保持数据。