GB T 17573-1998 半导体器件 分立器件和集成电路 第1部分;总则.pdf
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1、前言本标准等同采用国际标准 半导体器件分立器件和集成电路第部分 总则年 月 作了第一次修订 年 月 作了第二次修订 本标准包括了这两次修订的内容由于 作了两次修订使图号的顺序打乱本标准根据图出现的先后顺序重新编排了图号本标准的第 篇至第 篇是对 和 这两套标准的范围说明和要求不涉及具体内容为便于和 标准等同仍保留这三篇 但因我国标准给号与 不同不便于叙述故仍直接使用标准号叙述 标准与国家标准对应如下本标准由中华人民共和国电子工业部提出本标准由全国半导体器件标准化技术委员会归口本标准由电子工业部标准化研究所负责起草本标准主要起草人王长福顾振球吴逵干丽芬前言国际电工委员会 在技术问题上的正式决议或
2、协议是由对这些问题特别关切的国家委员会参加的技术委员会制定的对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致意见这些决议或协议以推荐标准的形式供国际上使用并在此意义上为各国家委员会所认可为了促进国际间的统一 希望各国家委员会在本国条件许可的情况下采用 标准的文本作为其国家标准 标准与相应国家标准之间的差异 应尽可能在国家标准中指明本标准是国际电工委员会第 技术委员会 半导体器件和集成电路 制定的标准构成半导体器件通用标准的第一部分它给出的是通用条文等标准中的每一个标准是给某一种类型的器件提出补充条文年 月在伦敦举行的第 技术委员会会议上批准了将 和 标准改编成现行的按器件编排的建议由于所有的组成部分都
3、已预先按六个月法 或二个月程序 表决批准因而无需重新表决和 标准中有关集成电路的内容已包括在 和 标准中和 标准中有关机械和气候试验方法的内容 已包括在 标准中中华人民共和国国家标准半导体器件分立器件和集成电路第 部分 总则国家质量技术监督局 批准 实施第 篇 和 标准的范围和说明标准范围标准包括如下内容分立器件和集成电路的通用标准为完善分立器件标准用的补充标准说明标准由单行本 等几个标准组成 通过发布补充件 例如来跟上时代的发展标准范围标准应与 标准一起使用 标准给出了有关集成电路的标准说明标准由单行本 等几个标准组成通过发布补充件例如来跟上时代的发展第 篇 标准的目的和说明目的提供有关 和
4、 标准见第 篇的范围和说明的通用内容提供有关适用于 等各类或各分类分立器件标准的一般原则或要求的内容说明有关一般原则或要求的内容在 标准的第 至第 篇中给予说明注 第 至 篇的内容第 篇关于 等标准的目的说明和要求 它主要规定了这些标准的标准格式第 篇术语 通用部分 包括为理解 和 标准所必须的一系列的基本术语和定义第 篇文字符号 通用部分 规定了分立器件和集成电路文字符号体系第 篇基本额定值和特性 通用部分特别规定了如下内容对电 机械和热等提出的总要求介绍发布资料的标准格式给术语额定值下定义列出了温度电压和电流的推荐值第 篇一般测试方法和基准测试方法 通用部分主要提供了这样的内容为了得到可重
5、复和相差不大的测试结果所必须采取的注意事项第 篇分立器件的接收和可靠性通用部分提供了总要求 并对各类或各分类分立器件必须给出的特殊要求作了规定第 篇静电敏感器件提供了适用于分立器件和集成电路的静电敏感器件的操作要求和标志第 篇 等标准的目的 说明和要求每个标准的目的等标准中的每一个标准为一种特定的器件类型规定了适用的内容和要求标准除外对每个标准的说明篇的划分第 篇总则第 篇名词术语和文字符号第 篇基本额定值和特性第 篇测试方法第 篇接收和可靠性器件分类型的划分在每个标准所涉及的器件类型一般都细分为几种分类型时第 篇和第 篇见 也要再分成与之对应的节 而第 篇则通常不按这种器件的分类型给出对每个
6、标准各篇的要求对第 篇 总则的要求目的原则上提供只适用于该有关标准的通用内容 但可以超出这个标准中每一篇的限定范围对第 篇 名词术语和文字符号 的要求目的对该器件类型给出用于理解该标准所需要的专用术语和定义 在 标准中已经给出的术语和定义除外推荐的文字符号术语定义和文字符号的有效性第 篇中定义的某些术语可能在本标准的第 篇中已作为通用术语下过定义 但这里可以给这些术语下一个略有不同的定义以便更适用于该种器件专有的特性原则上第 篇给出的术语 定义和文字符号对于有关器件类别所属的所有器件都是适用的 但对一种或几种分类型的进一步限制是必要的并应作出相应的标记文字符号可按文字符号系统的通用规则见本标准
7、第 篇来组成文字符号对第 篇 基本额定值和特性 的要求目的给每一特定的分类型提供一系列的基本额定值和特性 它们是制造者为了说明其产品用的 所列出的这些额定值和特性对于器件互换性来说是最基本的 如果制造者愿意 可以给出补充资料对第 篇 测试方法 的要求目的对全部有关的器件类型规定测试所要求的基本特性所需要的测试方法的原理验证某些所选用的额定值极限值的试验方法对第 篇 接收和可靠性 的要求目的规定每一种类型所适用的接收和 或 可靠性试验 这些试验的全部必需细节都应按本标准第 篇规定的规则给出第 篇名词术语通用部分引言本标准中所包括的术语和定义有与 国际电工词汇 对应的通用术语和定义某些情况下采用了
8、专业化措词已被批准作为 和 标准的专用术语和定义物理学术语半导体电阻率通常介于金属和绝缘体之间且载流子浓度在一定温度范围内随温度的升高而增高的材料非本征半导体载流子浓度依赖于杂质或其他缺陷的半导体型半导体传导电子浓度大于可移动空穴浓度的非本征半导体型半导体可移动空穴浓度大于传导电子浓度的非本征半导体型本征半导体在热平衡条件下电子和空穴浓度几乎是相等的接近纯的和理想的半导体结不同电性能的半导体区域之间的过渡区结型和 型半导体材料之间的结合金结把一种或几种金属熔到半导体晶体里而形成的结扩散结在半导体晶体内由杂质扩散而形成的结生长结在从熔液中生长半导体晶体的过程中产生的结结的正向特性正向电流从 型区
9、流向 型区的电流正向电压当 型区相对于 型区为正电压时 型区与 型区之间的电压正向正向电流的方向结的反向特性反向电流从 型区流向 型区的电流反向电压当 型区相对于 型区为正电压时 型区与 型区之间的电压反向反向电流的方向载流子半导体中可移动自由 的传导电子或可移动的空穴半导体区域中的 多数载流子浓度大于总载流子浓度一半的载流子半导体区域中的 少数载流子浓度少于总载流子浓度的一半的载流子层注 下面涉及的载流子引力或许是由于场效应晶体管中场板电压引起的或许是由于表面态绝缘层中存在的电荷或表面离子载流子引起的表面耗尽层半导体器件的表面区 该区的传导类型与电离施主和受主的净剩固定电荷密度所产生的类型相
10、同只是由于载流子引力该区的净剩载流子密度不足以达到中和表面累积层 增强层半导体器件的表面区 该区的传导类型与电离施主和受主的净剩固定电荷密度所产生的类型相同并且由于载流子引力 该区的净剩载流子密度高于中和所需的载流子密度表面反型层半导体器件的表面区 由于载流子引力该区的传导类型已被电离施主和受主的净剩固定电荷密度所产生的传导类型反型反向偏置 结的击穿当反向电流增大时发生的由高动态电阻状态向低动态电阻状态突变的现象半导体 结的 雪崩击穿在能使一些自由载流子获得足够能量而电离释放出新的电子空穴对的强电场作用下半导体中自由载流子的累积倍增所引起的击穿雪崩电压产生雪崩击穿时所施加的电压半导体 结的 热
11、击穿由于功率耗散增大与结温升高之间的累积交互作用而产生的自由载流子所引起的击穿注 有些国家也把这一效应称为 热失控半导体 结的 齐纳击穿在强电场的影响下由于隧道作用使电子从价带跃迁到导带而引起的击穿齐纳电压产生齐纳击穿时所施加的电压隧道效应当势垒的宽度足够小时按照经典力学载流子穿过势垒是不可能的 但按照波动力学其几率不为零 与载流子相关的波在势垒的前沿几乎全部被反射但有一小部分越过势垒结中的 隧道作用由于隧道效应而出现穿过势垒的传导过程在这一过程中 电子可在 区的导带和 区的价带之间的任何一个方向上通过注 隧道作用不同于载流子扩散 它只包括电子并且实际上渡越时间可以忽略霍尔效应在导体或半导体中
12、由垂直于电流密度矢量的磁场引起的电传导的不均匀性 电流密度矢量与电场不平行而有一夹角半导体的霍尔系数 禁用霍尔常数下式中正比例系数式中 所得到的横向电场电流密度磁通密度注 通常由霍尔系数的符号可推断出多数载流子电荷的符号光电效应导致吸收光子并随即产生可移动载流子的辐射和物质之间的相互作用光生伏特效应产生电动势的一种光电效应转移电子效应具有多重能量谷值的化合物半导体器件中 当施加的电场大于电子由较低能量谷值向较高能量谷值转移的临界值时产生的体负微分电导现象较低的能量谷值 该值具有较大的迁移率和较小的有效质量较高的能量谷值 该值具有较小的迁移率和较大的有效质量注 术语 能量谷值引自能量与动量剖面关
13、系中的谷值通用术语有关结构的术语半导体器件的电极完成发射 接收电子或空穴或控制电子或空穴运动的一种或多种功能的基本单元例图这是集成电路的一部分在这个例子中在用粗实线表示的一个连接在一起的 型区中存在着三个电级圆片平而圆的薄片或者是半导体材料或者是在衬底上淀积半导体材料 在圆片上同时加工出一个或多个电路或器件随后可将它们分离成芯片芯片为完成器件的一个或多个功能 分离圆片的一部分或全部键合区可以对芯片构成连接的芯片上的那个区域键合金属丝被键合到芯片键合区上的金属丝 以便将芯片连接到器件封装之内的其他点封装的 引线框架提供引出端和使引出端排列成行构成机械支撑的金属框架半导体器件的引出端外部可利用的连
14、接点封装的 底座在其上可以安装芯片的封装零件帽座 底盘 盖 插头构成空腔封装的外壳零件注 使用的特殊术语由封装设计确定封装 管壳 外壳为一个或多个半导体芯片 膜元件或其他元件提供电连接并提供机械和环境保护的包封件热沉 散热器封装的可分离或集成的零件它有利于封装内产生的热量耗散有关工艺的术语汽相淀积技术利用物理淀积或化学反应用呈汽相状源材料淀积到固态衬底上 以形成导电的绝缘的或半导体的膜丝网印刷技术通过丝网将软膏油墨 压印到固态衬底上 以形成导电的 绝缘的或半导体的膜不包括电流调整二极管的半导体二极管的阳极引出端连接到 结的 型区的引出端当几个 结以相同的极性串联时 连接到最终的 型区的引出端注
15、 对于电压基准二极管 如果包括温度补偿二极管则不再确定阳极引出端不包括电流调整二极管的半导体二极管的 阴极引出端连接到 结的 型区的引出端当几个 结以相同的极性串联时连接到最终的 型区的引出端注 对于电压基准二极管 如果包括温度补偿二极管则不再确定阴极引出端电流调整二极管的 阳极引出端将二极管偏置到电流调整的工作状态时电流从外部电路流入的引出端电流调整二极管的 阴极引出端将二极管偏置到电流调整的工作状态时电流流入外部电路的引出端有关元件和电路的概念电路提供一个或多个闭合通路的网络电路元件直接参与电路工作并执行某种确定功能的任何电路组成部分注 定义包括电路元件之间或电路元件与引出端之间的互连手段
16、电路参数与电路元件有关的物理量值或导出的特性值例电阻器的电阻值 晶体管的电流放大系数等效电路在所要求的范围内具有与实际电路或器件电特性等效的电路元件排列注 在很多有用的应用中 等效电路替换为了便于分析更复杂的电路或器件等效电路元件等效电路的元件膜电路元件膜或多层膜组成的电路元件有关有源和无源元件 部件或器件的概念无源电路元件对电路功能主要提供电阻 电容 电感 欧姆互连波导或这些组合的电路元件例电阻器 电容器电感器 无源滤波器互连有源电路元件与无源电路元件相比 还提供其他电路功能的电路元件 例如整流 开关放大 从一种型式到另一种型式的能量转换注器件具有有源电路元件的例子有二极管 晶体管 有源集成
17、电路光敏或发光器件有源物理电路元件也可以用来只做无源物理电路元件使用例如对电路功能提供电阻和或电容混合集成电路的 无源部件所有电路元件都是无源的部件混合集成电路的 有源部件至少一个电路元件是有源电路元件的部件无源器件所有电路元件都是无源的器件有源器件至少一个电路元件是有源电路元件的器件寄生电路元件不可避免的附属在一个或几个需要的电路元件上的不需要的电路元件有关部件的概念混合集成电路的 部件安装在封装内的和构成电路的重要零件注 电子部件分为集成部件和分立部件混合集成电路的 集成部件用作电路部件的完工或部分完工的集成电路混合集成电路的 分立部件用作器件部件的完工或部分完工的分立器件混合集成电路的
18、部分完工部件取自部件生产线未完工的部件注 不能用它来全面评价正常完工状态的规范可用性混合集成电路的部分完工集成电路取自集成电路生产线未完工的集成电路注 不能用它来全面评价正常完工状态的规范可用性器件类型半导体器件半导体器件通用术语基本特性起因于载流子在半导体内流动的一种器件注定义的基本特性只是部分地起因于载流子在半导体内流动但从规范考虑仍认为是器件为便于规范使用将半导体器件分为分立 半导体 器件或集成电路分立 半导体器件完成规定基本电功能的半导体器件而且本身再不能分为若干功能部件注在分立器件和集成电路之间没有清楚的划界可能性 原则上 分立器件仅由单个电路元件组成然而当规定作为分立器件销售时器件
19、内部可由几个电路元件组成如果不把半导体器件认作是既复杂又具有功能的集成电路时就把它认作是分立器件静电放电敏感器件由于常规操作运输和试验中遇到的静电势而可能造成永久性损坏的分立器件或集成电路使用的缩写是静电放电敏感器件静电放电禁止使用缩写半导体二极管二极管具有不对称电流电压特性的两个引出端的半导体器件注 除非另有规定这一术语通常是指具有典型的单 结电流电压特性的器件半导体整流二极管 整流二极管用作整流的并包括其附带安装和冷却用配件 如果这些配件与二极管是一个整体 的半导体二极管半导体整流堆 组件由一个或几个带有附带安装 冷却用配件如果有的话 不管是电连接还是机械连接 的整流二极管所组成的单一结构
20、雪崩整流二极管规定最低击穿电压特性并在反向特性击穿区域中在限定时间的情况下 限定耗散功率浪涌的整流二极管可控雪崩整流二极管规定最高和最低击穿电压特性 并限定在反向特性击穿区域中稳态条件下工作的整流二极管信号二极管用来提取或处理包含在随时间变化的电信号 模拟信号或数字信号 中的信息的二极管阶跃阶跃恢复 二极管在正向偏置下贮存电荷紧接着在反向偏置下以突变 阶跃方式恢复 从而使端阻抗发生突变的一种二极管电压基准二极管在规定的电流范围内偏置工作时 在两引出端上达到规定精度的基准电压的一种二极管电压调整二极管在规定的电流范围内 在两个引出端上达到基本恒定电压的一种二极管电流调整二极管在规定的电压范围内
21、将电流限制在基本恒定值的一种二极管微波开关二极管依据所施加的直流偏置电压或电流呈现出从高阻抗状态到低阻抗状态快速转换 反之亦然 从而在微波频率下分别呈现能使微波信号通过或阻断的高阻抗或低阻抗的二极管微波限幅二极管依据供给的射频功率电平呈现出从高阻抗状态到低阻抗状态快速转换 反之亦然 从而在微波频率下分别呈现能限制或抑制不需要的微波能量的高阻抗或低阻抗的一种半导体二极管变容二极管在反向偏置下端电容按确定方式随偏压变化 并且专门利用这种电容电压特性的一种半导体二极管电调变容二极管电容电压特性特别适合于调谐高 谐振电路并且通常串联谐振频率和截止频率都远高于使用频率的一种变容二极管谐波发生变容二极管借
22、助于非线性电容电压特性作倍频器用的一种变容二极管 其电压幅度可增大到正向参量放大变容二极管由自身功率激励而产生的并在低噪声参量放大器中用作小信号放大的负阻变容二极管上变频变容二极管由自身功率激励并用作上变频器的一种具有非线性电容电压特性的变容二极管雪崩渡越时间二极管在微波频率下由于雪崩倍增和渡越时间效应的共同效果而呈现负阻的一种二极管二极管 模式雪崩渡越时间二极管当其结偏置到出现雪崩时在由载流子以极限饱和速度穿过耗尽区的渡越时间所确定的频率范围内呈现负阻的一种半导体微波二极管注 是碰撞雪崩和渡越时间的缩写二极管 模式雪崩渡越时间二极管当其结偏置到出现雪崩时由于二极管与多谐微波谐振腔之间的相互作
23、用 导致被俘获的电子空穴等离子体产生或消失从而在比渡越时间频率范围低的频率上呈现负阻的一种半导体微波二极管注是俘获等离子体雪崩渡越时间的缩写二极管的渡越时间频率范围 是由载流子以极限饱和速度穿过二极管耗尽区的渡越时间所确定的频率范围隧道二极管具有因出现隧道作用而在正向电流电压特性的某一范围内产生负微分电导的 结的一种二极管单隧道二极管反向二极管峰点电流和谷点电流近似相等的一种隧道二极管光电导管利用光电导效应的器件光生伏特性电池利用光生伏特效应的器件光敏二极管利用光电效应的二极管光敏晶体管利用光电效应的晶体管闸流晶体管晶体闸流管包括三个或更多个结的能从断态转换到通态 反之亦然 的双稳态半导体器件
24、注把 闸流晶体管 一词作为所有 类型开关管的泛称术语如果不引起混淆或误解 可单独使用这一术语来表示属于闸流晶体管类的任何一种器件 特别是已普遍地把这一缩写术语 闸流晶体管 用来表示反向阻断三极闸流晶体管 过去称为 可控半导体整流器只有三层结构的但具有类似于四层结构闸流晶体管开关特性的器件也可以叫作闸流晶体管晶体管能起功率放大作用并具有三个或更多个电极的半导体器件注 描述本定义包括的某些特殊类型的半导体器件可使用其他名称场效应晶体管在栅极引出端和源极引出端之间加上电压而产生电场由该电场控制通过导电沟道的电流的一种晶体管硒瞬态过电压抑制器利用硒片的阻断电流电压特性的斜率陡峭部分来限制瞬态过电压的器
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