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IC半导体的基础知识(四)

P型半导体

   在纯净的硅(或锗)晶体内掺入微量的三价元素硼(或铟)，因硼原子的外层有三个价电子，当它与周围的硅原子组成共价键结构时，会因缺少一个电子而在晶体中产生一个空穴，掺入多少三价元素的杂质原子，就会产生多少空穴。因此，这种半导体将以空穴导电为其主要导体方式，称为空穴型半导体，简称P型半导体。必须注意的是，产生空穴的同时并没有产生新的自由电子，但原有的晶体仍会产生少量的电子空穴对。

   从以上分析可知，不论是N型半导体还是P型半导体，它们的导电能力是由多子的浓度决定的。可以认为，多子的浓度约等于掺杂原子的浓度，它受温度的影响很小。在一块硅片上采用不同的掺杂工艺，一边形成N型半导体，一边形成P型半导体，则在两种半导体的交界面附近形成PN结；PN结是构成各种半导体器件的基础。

   1.PN结的形成 

   在一块硅或锗的晶片上，采取不同的掺杂工艺，分别形成N型半导体区和P型半导体区。由于N区的多数载流子为电子(即电子浓度高)，少子为空穴(空穴浓度低)，而P区正相反，多数载流子为空穴(即空穴浓度高)，少子为电子(电子浓度低)；在P区与N区的交界面两侧，由于浓度的差别，空穴要从浓度高的P区向浓度低的N区扩散，N区的自由电子要向P区扩散，由于浓度的差别而引起的运动称为扩散运动。这样，在P区就留下了一些带负电荷的杂质离子，在N区就留下了一些带正电荷的杂质离子，从而形成一个空间电荷区。这个空间电荷区就是PN结。在空间电荷区内，只有不能移动的杂质离子而没有载流子，所以空间电荷区具有很高的电阻率。

光电传感IC

光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。

M8101.是一款专门应用于光电感应测控领域，针对PLC/单片机。工控设备等光电应用控制芯片。芯片表面封合了高敏光信号接收管。发射管通过新品托内部调制，能够的避免误动作及环境光干扰。针对光感元器件长久以来面对的长距离对射、漫反射镜面反射等复杂的场景，M8101都能做到处理。茂捷半导体工匠精神的支撑下面对数百万次的密集测试，在长距离对射、漫反射场景中M8101所表现的精度能超越国际厂商1.54代以上。并且M8101精简的外围器件设计。在此茂捷半导体沿用的超小封装QFN4*4的封装形式。使其能广泛的应用于各类及其苛刻的设计环境。

一种新型的高灵敏度磁探测器

磁电阻/超导复合式磁传感器作为一种新型的高灵敏度磁探测器， 其探测精度目前已接近SQUID器件并已达到fT 量级。同时这类传感器又具有体积小、结构简单、工艺成熟、便于大规模生产等优势，使其在未来发展潜力巨大。就该复合式磁传感器而言，进一步提升器件的探测精度是其未来研究发展的主要方向。

一方面，继续减小超导磁场放大器的狭窄区域宽度至1 μm以下，同时增大磁场放大器的有效面积都可以将磁场放大倍数继续提升至几千甚至上万倍，但是同时会对传感器的工作区间以及小型化造成影响。另一方面，使用灵敏度更高的磁电阻传感器件(TMR、巨磁阻抗器件(GMI)等[35])，将有望使得该复合式传感器的磁场探测精度达到1fT，甚至0.1 fT 的量级。