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IC半导体的基础知识(三)

杂质半导体    在本征半导体中，如果掺入微量的杂质(某些特殊元素)，将使掺杂后的半导体(杂质半导体)的导电能力显著改变。根据掺入杂质性质的不同，杂质半导体分为电子型半导体(N型)和空穴型半导体(P型)两大类。

1.N型半导体

若在纯净的硅晶体中掺入微量的五价元素(如磷)，这样，硅原子占有的某些位置会被掺入的微量元素(如磷)原子所取代。而整个晶体结构基本不变。磷原子与硅原子组成共价键结构只需四个价电子，而磷原子的外层有五个价电子，多余的那个价电子不受共价键束缚，只需获得很少的能量就能成为自由电子。由此可见，掺入一个五价元素的原子，就能提供一个自由电子。必须注意的是，产生自由电子的同时并没有产生空穴，但由于热运动原有的晶体仍会产生少量的电子空穴对。质量（Quality）和可靠性（Reliability）在一定程度上可以说是IC产品的生命，好的品质，长久的耐力往往就是一颗IC产品的竞争力所在。所以，只要在本征半导体中掺入微量的五价元素，就可以得到大量的自由电子，且自由电子数目远比掺杂前的电子空穴对数目要多得多。

这种以自由电子导电为主要导电方式的杂质半导体称为电子型半导体，简称N型半导体。N型半导体中存在着大量的自由电子，这就提高了电子与空穴的复合机会，相同温度下空穴的数目比掺杂前要少。所以，在N型半导体中，电子是多数载流子(简称多子)，空穴是少数载流子(简称少子)。现将目前较为流行的测试方法加以简单归类和阐述，力求达到抛砖引玉的作用。N型半导体主要靠自由电子导电，掺入的杂质浓度越高，自由电子数目越大，导电能力也就越强。

在N型半导体中，一个杂质原子提供一个自由电子，当杂质原子失去一个电子后，就变为固定在晶格中不能移动的正离子，但它不是载流子。因此，N型半导体就可用正离子和与之数量相等的自由电子去表示。

数字集成电路

随着芯片速度和功能的不断提高,使芯片迅速投入量产变得困难。开发经济的测试仪器越来越重要。设计了一款基于E818管脚芯片128通道,10MHz测试速率的功能测试电路板,输出驱动达到±8V,输入比较电平达到±6V,每个通道可以动态地设置成输入、输出或者是三态。选用Alterastratix系列FPGA芯片,运用流水线技术,格雷编码来优化程序,完成对管脚芯片的一系列控制。采用阻抗匹配等手段解决信号完整信性问题。这一阶段一般使用语言（如C\C++），利用算法级建模和工具（如Matlab，SPW）进行浮点和***的，进而对算法进行评估和优化。具有成本低廉,工作稳定,响应速度快的特点。

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大功率模拟集成电路

随着集成电路产业快速发展,集成电路的集成度越来越高,内部结构也越来越复杂,对于测试的要求也越来越高。集成电路测试技术作为保障集成电路性能、质量的重要技术之一也得到了很快的发展。直流参数测试是集成电路测试技术的重要组成部分,能够快速有效的检测芯片的性能,受到集成电路测试行业的高度重视。net）更重要的是，藉由这个方法可以增加Gate端和下层的接触面积。实现了一种大功率直流参数测试的研制,可以实现高电压、大电流的直流参数测试,具有很高的测试精度,而且具有一定的通用性。 

首先根据文献资料分析本课题研究的背景以及意义,介绍了集成电路测试系统组成、分类以及国内外的发展状况。介绍了集成电路直流参数测试的基本原理与方法,在此基础上分析了大功率模拟集成电路直流参数测试的设计需求,提出了设计需要实现的功能与设计指标,构建了大功率模拟集成电路直流参数测试实现的原理方案;设计了接口控制模块、逻辑控制模块与精密测量单元,详细分析了精密测量单元的工作原理,并搭建了具体的硬件电路;根据硬件所需要实现的测试功能,设计了测试底层驱动函数,提供给应用软件测试函数接口实现可编程测试,并对测试进行了软件校正;后文章给出了功能测试数据与报告,分析了集成运算放大器的测试原理和方法,并给出了测试过程与测试数据,表明测试性能达到了比较好的效果。设计的大功率模拟直流参数测试模块,已经被广东某集成电路制造企业使用,使用效果表明测试模块性能稳定,通用性强,成本低,特别适合国内集成电路企业的应用,具有比较高的实用价值。电路中三极管的作用和工作区域不同数电：三极管作为开关使用且工作在截至和饱和区。          

集成电路Ic

集成电路芯片，简称为IC；说白了，便是把一定总数的常见电子元器件，如电阻器、电容器、晶体三极管等，及其这种元器件中间的联线，根据半导体材料加工工艺集成化在一起的具备特殊作用的电源电路。

集成电路芯片早已在各个领域中充分发挥着十分关键的功效，是当代信息社会的根基。集成电路芯片的含意，早已远远地超出了其刚问世时的界定范畴，但其关键的一部分，依然沒有更改，那便是“集成化”，其所衍化出去的各种各样课程，大多数是紧紧围绕着“集成化哪些”、“怎样集成化”、“如何处理集成化产生的利与弊”这三个难题来进行的。数字IC就是传递、加工、处理数字信号的IC，是近年来应用广、发展快的IC品种，可分为通用数字IC和***数字IC。