半導體產品主要(yao)分(fen)為四大類(lei):集成(cheng)電路(lu)、光電器(qi)件、分(fen)立(li)器(qi)件、傳感器(qi)。
一(yi)、集成電路(lu)
集成電路可細分為4類(lei):模擬芯片、微處理器、邏輯芯片、存儲器。
1.模擬芯片:模擬芯片指由電阻、電容、晶體管組成,用于處理連續形式信號(如聲音、光、溫度等)的集成電路,是連接物理世界與數字世界的橋梁,作為處理外界信號的第一關,從全球模擬芯片終端應用領域看,其廣泛應用于無線通信、汽車、工業、消費電子、電腦等領域,下游應用市場分布復雜。常見的有:電源管理芯片、信號鏈芯片和射頻芯片,其中電源管理芯片是模擬芯片最大的細分市場,是所有電子產品和設備的電能供應中樞和紐帶,具有應用范圍廣、細分(fen)品類(lei)眾(zhong)多的特點(dian),包括AC/DC轉換器(qi)、LDO(低壓(ya)差線性(xing)穩壓(ya)器(qi))、LED驅動(dong)器(qi)、馬(ma)達驅動(dong)器(qi)、電源(yuan)監控器(qi)、過(guo)流保(bao)護、過(guo)壓(ya)保(bao)護等。信號鏈芯片是連接物理世界和數字世界的橋梁,負責對模擬信號進行收發、轉換、放大、過濾等,產品主要包括線性產品、轉換器產品、接口產品三大類。
2.微處理(li)器:由一(yi)片或少數幾片大規(gui)模(mo)集成電路組(zu)成的中央處理(li)器。這(zhe)些電路執(zhi)(zhi)行控(kong)制部件和(he)算(suan)術邏輯部件的功能。微處理(li)器能完成取(qu)指(zhi)令(ling)、執(zhi)(zhi)行指(zhi)令(ling),以(yi)及與(yu)外界存(cun)儲器和(he)邏輯部件交換信息等操作,是微型計算(suan)機的運(yun)算(suan)控(kong)制部分。它可與(yu)存(cun)儲器和(he)外圍電路芯片組(zu)成微型計算(suan)機。根據應(ying)用領域,微處理(li)器大致可以(yi)分為(wei)三類:通用高(gao)性能微處理(li)器、嵌入式微處理(li)器/數字(zi)信號處理(li)器、微控(kong)制器。
3.邏輯芯片:(Programmable Logic Device,PLD)也稱(cheng)可編(bian)程邏輯器(qi)(qi)件(jian),PLD是做(zuo)為一(yi)種(zhong)通用集成電路產生的,他(ta)的邏輯功能(neng)按照用戶(hu)對器(qi)(qi)件(jian)編(bian)程來(lai)確定。邏輯芯片總伴著(zhu)邏輯電路,基本上(shang)是由(you)與(yu)門(men)(men)(men)、或門(men)(men)(men)和非(fei)門(men)(men)(men)電路組合(he)而(er)成的。PLD芯片屬(shu)于(yu)數字(zi)類型的電路芯片,而(er)非(fei)模(mo)擬或混合(he)信號(同時具有數字(zi)電路與(yu)模(mo)擬電路)芯片。常見的有CPU(中央處理器(qi)(qi))、GPU(圖像處理器(qi)(qi))、ASIC(專用處理器(qi)(qi))與(yu)FGPA(現場可編(bian)程門(men)(men)(men)陣列)等。
3.1. CPU:由運算、控(kong)(kong)制、存儲三(san)個單(dan)元組成,是計(ji)算機操作與(yu)控(kong)(kong)制的核心,最早出現于(yu)1971年,是為最廣(guang)泛使用的計(ji)算機系統主(zhu)控(kong)(kong)芯片(pian),應用于(yu)個人(ren)PC機與(yu)數據終端服務器。
3.2.GPU:相對(dui)CPU,GPU舍(she)棄了部分控制(zhi)單元,擁有更多的計算(suan)單元(即運(yun)算(suan)器),因此可以高密度執行大(da)量同(tong)質化數據運(yun)算(suan),而(er)CPU由于(yu)具備更(geng)(geng)多的(de)存儲單元(yuan)(yuan)和控制單元(yuan)(yuan),因此更(geng)(geng)適合進(jin)行(xing)復雜運算。在功能(neng)上,GPU可以(yi)視為(wei)CPU的(de)巨大補充(chong)。
3.3.ASIC:(Application Specific Integrated Circuit)即專用集成電路,是指應特定用戶要求和特定電子系統的需要而設計、制造的集成電路。 用(yong)CPLD(復雜可編程邏輯器件)和 FPGA(現(xian)場(chang)可編程邏輯門陣列)來進行(xing)ASIC設計(ji)是最為流行(xing)的(de)方式(shi)之一,它們的(de)共性是都(dou)具(ju)有用(yong)戶現(xian)場(chang)可編程特(te)性,都(dou)支持(chi)邊界掃描技術,但兩者在集成度、速度以及編程方式上具有各自的特點。
3.4.FGPA:(Field Programmable Gate Array)是(shi)在PAL (可編程(cheng)陣列邏輯)、GAL(通用陣列邏輯)等(deng)可編程(cheng)器件的(de)基礎(chu)上進一(yi)步(bu)發展的(de)產(chan)物。它是(shi)作(zuo)為(wei)專用集成電路(ASIC)領域中的一種半(ban)定制電(dian)路而出現(xian)的,既解決了定制電(dian)路的不足,又克(ke)服了原有(you)(you)可編程器件門電(dian)路數有(you)(you)限的缺點。
4.存儲(chu)器(qi):半導體(ti)(ti)存儲(chu)器(qi),是電(dian)(dian)子(zi)數(shu)字設備種(zhong)用(yong)來(lai)存儲(chu)的主要部件(jian),在(zai)整個集(ji)成電(dian)(dian)路(lu)市場中(zhong)有著(zhu)非常重要的地(di)位。存儲(chu)器(qi)能夠(gou)存儲(chu)程序代(dai)碼來(lai)處(chu)(chu)理各類數(shu)據(ju),也能夠(gou)在(zai)存儲(chu)數(shu)據(ju)處(chu)(chu)理過程中(zhong)存儲(chu)產生的中(zhong)間數(shu)據(ju)和最終結果,是當前(qian)應(ying)用(yong)范圍(wei)最廣的基礎性通用(yong)集(ji)成電(dian)(dian)路(lu)產品。
依(yi)據存(cun)(cun)儲(chu)芯片的功能、讀取數(shu)據的方式、數(shu)據存(cun)(cun)儲(chu)的原理大致區(qu)分(fen)為(wei)易失(shi)性存(cun)(cun)儲(chu)器(VolatileMemory)和非易失(shi)存(cun)(cun)儲(chu)器(Non-volatileMemory),非易失(shi)存(cun)(cun)儲(chu)器在外(wai)部電(dian)源(yuan)切斷后(hou)仍能夠保持所存(cun)(cun)儲(chu)的內容(rong),讀取速度較慢但(dan)存(cun)(cun)儲(chu)容(rong)量更(geng)大,主要包括EEPROM、FlashMemory(閃存(cun)(cun)芯片)、PROM(可(ke)(ke)編(bian)程(cheng)只(zhi)讀存(cun)(cun)儲(chu)器”)、EPROM(可(ke)(ke)擦除可(ke)(ke)編(bian)程(cheng)只(zhi)讀存(cun)(cun)儲(chu)器)等(deng)。易失(shi)性存(cun)(cun)儲(chu)分(fen)為(wei)DRAM和SRAM。
二、光電器件:光電器件的種類很多,但其工作原理都是建立在光電效應這一物理基礎上的,種類主要有: 光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池、光電耦合器件等。
三(san)、分(fen)立器件:晶(jing)體(ti)二極管、三(san)極管、晶(jing)體(ti)管
1.晶體二極管:固態電(dian)(dian)子器件(jian)中的(de)(de)半導體兩端器件(jian)。這些(xie)器件(jian)主(zhu)要(yao)的(de)(de)特(te)征是具有(you)非線性(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)流-電(dian)(dian)壓特(te)性(xing)。此后隨著半導體材料和工藝技術的發展,利用不同的半導體材料、摻雜分布、幾何結構,研制出結構種類繁多、功能用途各異的多種晶體二極管。制造材料有鍺、硅及化合物半導體。晶體二極管可用來產生、控制、接收、變換、放大信號和進行能量轉換等。
2.三極管:也稱雙極型晶體管、晶體三極管,是一種控制電流的半導體器件。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號,也用作無觸點開關。三極管是半導體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結,兩(liang)個PN結把(ba)整塊半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)分(fen)成三(san)部分(fen),中間部分(fen)是(shi)(shi)基(ji)(ji)區(qu)(qu),兩(liang)側部分(fen)是(shi)(shi)發射(she)區(qu)(qu)和(he)(he)(he)集(ji)電(dian)(dian)區(qu)(qu),排列方(fang)式有(you)PNP和(he)(he)(he)NPN兩(liang)種。晶體(ti)(ti)三(san)極(ji)管(guan)(以下(xia)簡稱三(san)極(ji)管(guan))按材料分(fen)有(you)兩(liang)種:鍺管(guan)和(he)(he)(he)硅(gui)(gui)(gui)管(guan)。而每一(yi)種又(you)有(you)NPN和(he)(he)(he)PNP兩(liang)種結構形(xing)式,但使用最多的是(shi)(shi)硅(gui)(gui)(gui)NPN和(he)(he)(he)鍺PNP兩(liang)種三(san)極(ji)管(guan),(其中,N是(shi)(shi)負極(ji)的意(yi)思(代表英(ying)文(wen)中Negative),N型(xing)(xing)半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)在高(gao)純(chun)度硅(gui)(gui)(gui)中加入磷取(qu)代一(yi)些硅(gui)(gui)(gui)原子,在電(dian)(dian)壓刺(ci)激下(xia)產生(sheng)自由電(dian)(dian)子導(dao)電(dian)(dian),而P是(shi)(shi)正(zheng)極(ji)的意(yi)思(Positive)是(shi)(shi)加入硼取(qu)代硅(gui)(gui)(gui),產生(sheng)大量(liang)空穴利于導(dao)電(dian)(dian))。兩(liang)者除了電(dian)(dian)源(yuan)極(ji)性不同外,其工作原理都是(shi)(shi)相同的,下(xia)面僅介(jie)紹NPN硅(gui)(gui)(gui)管(guan)的電(dian)(dian)流放大原理。對于NPN管(guan),它(ta)是(shi)(shi)由2塊N型(xing)(xing)半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)中間夾著一(yi)塊P型(xing)(xing)半(ban)(ban)導(dao)體(ti)(ti)所(suo)組成,發射(she)區(qu)(qu)與(yu)基(ji)(ji)區(qu)(qu)之間形(xing)成的PN結稱為發射(she)結,而集(ji)電(dian)(dian)區(qu)(qu)與(yu)基(ji)(ji)區(qu)(qu)形(xing)成的PN結稱為集(ji)電(dian)(dian)結,三(san)條引線分(fen)別稱為發射(she)極(ji)e (Emitter)、基(ji)(ji)極(ji)b (Base)和(he)(he)(he)集(ji)電(dian)(dian)極(ji)c (Collector)。
3.晶體管(guan):一(yi)種固體半導體器件(jian)(包括(kuo)二極(ji)管(guan)、三極(ji)管(guan)、場(chang)效應管(guan)、晶閘管(guan)等(deng)(deng),有(you)時特(te)指雙極(ji)型器件(jian)),具有(you)檢波(bo)、整流(liu)、放大、開關、穩壓、信號調(diao)制等(deng)(deng)多種功能。晶體管(guan)作為一(yi)種可變電(dian)流(liu)開關,能夠(gou)基(ji)于輸入電(dian)壓控(kong)制輸出電(dian)流(liu)。
四、傳感(gan)(gan)器:雖然傳感(gan)(gan)器在半(ban)導(dao)體產品中占(zhan)比較(jiao)少,但它也有著不可忽視的(de)巨大作用。外(wai)界的(de)光(guang)線、溫度、氣(qi)味等存在的(de)變化都需要傳感(gan)(gan)器來收集。
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