具有不同局部跨導的半導體開關(guān)器件

半導體器件(semiconductor device)通常，利用不同的半導體材料、采用不同的工藝和幾何結(jié)構(gòu)，已研制出種類繁多、功能用途各異的多種晶體二極，晶體二極管的頻率覆蓋范圍可從低頻、高頻、微波、毫米波、紅外直至光波。三端器件一 般是有源器件，典型代表是各種晶體管(又稱晶體三極管)。晶體管又可以分為雙極型晶體管和場效應晶體管兩 類。根據(jù)用途的不同，晶體管可分為功率晶體管微波晶體管和低噪聲晶體管。除了作為放大、振蕩、開關(guān)用的 一般晶體管外，還有一些特殊用途的晶體管，如光晶體管、磁敏晶體管，場效應傳感器等。這些器件既能把一些 環(huán)境因素的信息轉(zhuǎn)換為電信號，又有一般晶體管的放大作用得到較大的輸出信號。此外，還有一些特殊器件，如單結(jié)晶體管可用于產(chǎn)生鋸齒波，可控硅可用于各種大電流的控制電路，電荷耦合器件可用作攝橡器件或信息存 儲器件等。在通信和雷達等軍事裝備中，主要靠高靈敏度、低噪聲的半導體接收器件接收微弱信號。隨著微波 通信技術(shù)的迅速發(fā)展，微波半導件低噪聲器件發(fā)展很快，工作頻率不斷提高，而噪聲系數(shù)不斷下降。微波半導體 器件由于性能優(yōu)異、體積小、重量輕和功耗低等特性，在防空反導、電子戰(zhàn)、C(U3)I等系統(tǒng)中已得到廣泛的應用 。

半導體傳感器

利用半導體材料的各種物理、化學和生物學特性制成的傳感器。所采用的半導體材料多數(shù)是硅以及Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族元素化合物。半導體傳感器種類繁多，它利用近百種物理效應和材料的特性，具有類似于人眼、耳、鼻、舌、皮膚等多種感覺功能。優(yōu)點是靈敏度高、響應速度快、體積小、重量輕、便于集成化、智能化，能使檢測轉(zhuǎn)換一體化。半導體傳感器的主要應用領(lǐng)域是工業(yè)自動化、遙測、工業(yè)機器人、家用電器、環(huán)境污染監(jiān)測、醫(yī)療保健、醫(yī)藥工程和生物工程。半導體傳感器按輸入信息分為物理敏感、化學敏感和生物敏感半導體傳感器三類。

物理敏感半導體傳感器將物理量轉(zhuǎn)換成電信號的器件，按敏感對象分為光敏、熱敏、力敏、磁敏等不同類型，具有類似于人的視覺、聽覺和觸覺的功能。這類器件主要基于電子作用過程，機理較為簡單，應用比較普遍，半導體傳感器的無觸點開關(guān)應用尤廣。它們與微處理機相配合，能構(gòu)成遙控、光控、聲控、工業(yè)機器人和全自動化裝置。下表列出常用的物理效應。

化學敏感半導體傳感器將化學量轉(zhuǎn)換成電信號的器件，按敏感對象可分為對氣體、濕度、離子等敏感的類型，具有類似于人的嗅覺和味覺的功能。這類器件主要基于離子作用過程，機理較為復雜，研制較難，但有廣闊的應用前景。通常利用的化學效應有:氧化還原反應、光化學反應、離子交換反應、催化反應和電化學反應(固體電解質(zhì)濃淡電池反應)等。

生物敏感半導體傳感器將生物量轉(zhuǎn)換成電信號的器件，往往利用膜的選擇作用、酶的生化反應和免疫反應，通過測量反應生成物或消耗物的數(shù)量達到檢測的目的。生物敏感傳感器所用的敏感功能材料是蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)分子只能同特定物質(zhì)起化學反應。通常利用的生物學效應有抗原抗體反應、酶作用下的氧化反應、微生物活組織和細胞的呼吸功能等。