半导体电阻和温度的关系

半导体器件和IC封装温度的衡量

源于TI的AN:SPRA953B

1. θja： Junction to ambient θjma: Junction to Moving Air

Junction到ambient的热阻是θja，这个参数的测量需要在满足JEDEC的EIA/JFSD 51的实验条件下去测量，才有实际应用价值。所以通常情况是除非测试条件明确标注，否则一般不用θja。

θja的测试步骤：（根据EIA/JFSD 51-1）

a. IC要焊接在一个既可以散热又可以测量温度的试验台上。 b. 测量温度的传感器要先校准。

c. 封装或者测试板要放在静止的空气(θja)或者流动的空气(θjma)环境中。 d. 知道芯片耗散的功率有多少。 e. 达到稳态之后再去测量结温。

f. 测试的环境温度和测试的结温之间的误差除以耗散的功率就是θja，单位是℃/W。 1.1 θja不仅仅受封装的影响，还受到很多其他系统特性的影响，比如电路的布局。测试板相当于一块散热片，而芯片放在不同的板材上，那么散热的效果不同，测试得到的θja也是不同的。实际上， 在静态空气中按照JEDEC的标准去测试的θja，芯片产生的热量有70~95%是通过测试板消散的，而不是

2010年第1期　　　　　　　　　　　　　　　工业仪表与自动化装置

55

半导体制冷温度控制算法的实验研究

刘　昆,符影杰,洪俊明

(东南大学自动化学院,南京210096)

　　摘要:在以ARM7为核心的半导体制冷控制器的基础上,研究了半导体制冷温度控制的方法,

采用PID算法和模型偏差补偿算法完成了半导体制冷温度控制实验,通过比较实验结果,分析两种算法的实际控制效果,实现了半导体制冷的较高精度温度控制。

关键词:半导体制冷;模型偏差补偿;PID;温度控制中图分类号:TP13　　文献标志码:A　　文章编号:-0055-03

Experimentresearchoftemgsembeddedintellitccooling

FJunming

ofASoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

　　Abstract:oncontrollerforthermoelectriccoolingwiththecentralpartconsis2tingofanARM7micro-controllerLPC2220,thepaperappliesPIDandmodeldeviationcompen2sationalgorithms.The

第八章 金属/半导体接触和MESFET

自从Lilienfeld和Heil在1930年提出场效应晶体管（FET）的概念起，直到20世纪50年代半导体材料工艺发展到一定水平后才做出了可以实际工作的器件。所谓场效应就是利用电场来调制材料的电导能力，从而实现器件功能。除了前面讨论过的MOS、MNOS、MAOS、MFS等都属于场效应器件外,还发展了结型场效应管(J-FET), 肖特基势垒栅场效应管（MES FET）等。本章从金属与半导体接触出发，讨论MES FET的结构和工作原理。

8.1. 肖特基势垒和欧姆接触 8.1.1. 肖特基势垒

当金属和半导体接触时，由于金属的功函数与半导体的功函数不同，在接触的界面处存在接触电势差，就会形成势垒，通常称为肖特基势垒。下面以金属与n型半导体接触为例来讨论肖特基势垒的特性。

(1) 理想情况：假定接触处的半导体表面不存在表面态，图8.1(a)是金属与半导体接触前的能带图(非平衡条件下，其中qφm和qφ

S

分别为金属和半导体的功

1

图8.1

函数，qχ为半导体的电子亲和（势）能。功函数定义为将一个电子从Fermi能级移到材料外面（真空能级）所需要的能量，电子亲和能是将一个电子从导带底移到真空能

半导体温度传感器应用设计

班级：09测控01班 学号： 0941050123 姓名： 杨亚军 一. 设计任务

利用温度传感器和热电偶设计制作一个温度测量系统。

二. 设计目的

1． 通过本课程设计，使学生更进一步了解有关温度传感器的工作原理、加工工艺相关

知识。

2． 综合运用其它先修课程的理论和实践知识，制定设计方案，确定温度传感器的型号

等参数，掌握温度的检测方法。

3． 通过本课程设计，使学生掌握模拟信号获取、传输、处理及检测的一般方法。 4． 通过本课程设计，学生学会应用温度传感器组建一个简单测量系统，提高学生的动

手能力。

5． 通过计算、分析、绘图，能运用标准，规范，手册和查阅有关资料等，培养仪表设

计的基本技能，为毕业设计奠定良好的基础。

三. 设计要求

参考下面的利用半导体温度传感器AD590和单片机技术设计制作一个显示室温的数字温度计的设计提示与分析。请自选另外型号的温度传感器来进行设计。

设计内容包括：

1． 详细了解所选用的温度传感器的工作原理，工作特性等。 2． 设计合理的信号调理电路。

3． 列出制作该装置的元器件，制作实验板，并调试运行成功。 4． 详细的设计说明书一份。

第八章 金属/半导体接触和MESFET

自从Lilienfeld和Heil在1930年提出场效应晶体管（FET）的概念起，直到20世纪50年代半导体材料工艺发展到一定水平后才做出了可以实际工作的器件。所谓场效应就是利用电场来调制材料的电导能力，从而实现器件功能。除了前面讨论过的MOS、MNOS、MAOS、MFS等都属于场效应器件外,还发展了结型场效应管(J-FET), 肖特基势垒栅场效应管（MES FET）等。本章从金属与半导体接触出发，讨论MES FET的结构和工作原理。

8.1. 肖特基势垒和欧姆接触 8.1.1. 肖特基势垒

当金属和半导体接触时，由于金属的功函数与半导体的功函数不同，在接触的界面处存在接触电势差，就会形成势垒，通常称为肖特基势垒。下面以金属与n型半导体接触为例来讨论肖特基势垒的特性。

(1) 理想情况：假定接触处的半导体表面不存在表面态，图8.1(a)是金属与半导体接触前的能带图(非平衡条件下，其中qφm和qφ

S

分别为金属和半导体的功

1

图8.1

函数，qχ为半导体的电子亲和（势）能。功函数定义为将一个电子从Fermi能级移到材料外面（真空能级）所需要的能量，电子亲和能是将一个电子从导带底移到真空能

LD

基于半导体制冷片（TEC）的温度控制器

一、原理

半导体制冷片也叫热电制冷片，其原理是Peltier效应，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理来实现的。其实在原理上半导体制冷器只是一个热传递的工具。其优缺点：

1、不需要任何制冷剂，可连续工作。

2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。

3、半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，，便于组成自动控制系统。

4、半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。

5、半导体制冷片的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。 二、使用说明：

正确的安装、组装方法：1、制冷片一面安装散热片，一面安装导冷系统，安装表面平面度不大于0.03mm，要除去毛刺、污物。2、制冷片与散热片和导冷块接触良好，接触面须涂有一薄层导热硅脂。3

LD

基于半导体制冷片（TEC）的温度控制器

一、原理

半导体制冷片也叫热电制冷片，其原理是Peltier效应，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理来实现的。其实在原理上半导体制冷器只是一个热传递的工具。其优缺点：

1、不需要任何制冷剂，可连续工作。

2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。

3、半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，，便于组成自动控制系统。

4、半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。

5、半导体制冷片的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。 二、使用说明：

正确的安装、组装方法：1、制冷片一面安装散热片，一面安装导冷系统，安装表面平面度不大于0.03mm，要除去毛刺、污物。2、制冷片与散热片和导冷块接触良好，接触面须涂有一薄层导热硅脂。3

探究导体电阻与其影响因素的定量关系

探究导体电阻与其影响因素的定量关系

1.螺旋测微器 (1)主要构造的名称：图7-4-1的①~⑦依 次是：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、 旋钮、微调旋钮和尺架.

探究导体电阻与其影响因素的定量关系

(2) 原 理 ： 固 定 刻 度 上 的 最 小 刻 度 为 0.5mm(在中线的上侧);可动刻度每旋转一 圈前进(或后退)0.5mm.在可动刻度的一周上 平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间 代表0.01mm.读数时，从固定刻度上读取整、 半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部 分(因为是10分度，所以在最小刻度后必须 再估读一位),再把两部分读数相加，得测 量值.

探究导体电阻与其影响因素的定量关系

2.探究导体电阻与其影响因素的定量关系 (1)实验探究：用控制变量法进行探究.保 持横截面积和材料两个因素不变的条件下，改 变导体长度，测出相应的电阻及导体长度，可 得出电阻与导体长度关系.然后再依次研究电 阻与另外两个因素的关系.由于金属丝的电阻 较小，为减小误差，测量电阻时应采用电流表 外接法.

(2)理论探究：根据串联电路的性质，通过 逻辑推理，可得出电阻与导体的长度成正比； 根据并联电路的性质，通过逻辑推理，可得

初试科目：半导体物理学

参考书：半导体物理学 顾祖毅 田立林 富力文 电子工业出版社 考试大纲：

第一章 半导体的晶格结构和缺陷 1 半导体的基本特性 2 常见半导体材料

3 主要半导体器件及其可选用的材料 4 常见半导体的结构类型 5 名词解释

化学键 共价键 离子键 分子键 金属键 晶格缺陷 间隙式杂质 代位式杂质 反晶格缺陷 层错 扩散系数 晶粒间界 第二章 半导体中的电子状态

1 在周期性势场中，电子薛定谔方程的解为布洛赫函数，即波函数：

?1(r)?uk(r)eik?r

uk(r)?uk(r?an)

布洛赫函数不是单色平面波。K为波矢，描述电子共有化运动。平面波因子e表明晶体中不再是局域化的，扩展到整个晶体之中，反映了电子的共有化运动。uk(r)反映了周期性势场对电子运动的影响，说明晶体中电子在原胞中不同位置上出现的几率不同。uk(r)的周期性说明晶体中不同原胞的各等价位置上出现的几率相同。

2 电子在周期场中运动的量子力学处理有几种近似的方法？试简述之。

（1）近自由电子近似 （2）紧束缚近似

3 由于共有化运动，晶体中电子可以看成是整个晶体共有的，因此孤立原子的能

发光材料的发展及研究

庞雪

（贵州大学 大数据与信息工程学院）

摘要： 发光材料是光电信息功能材料领域的研究热点之一。本文着重是关于现有的纳米发光材料、小分子有机电致发光材料、树枝状有机电致发光材料、芴类电致发光材料的发展与研究情况。介绍了国内外在研究发光材料方面所取得的一些最新进展,并对一些有待进一步研究的问题做了展望。 关键词： 发光材料

Abstract： The development of luminescent materials is one of the forefronts and hot areas of the optoelectronic information materials. This paper is about the existing

luminescence

surface

modification,

organic

small

molecular

electroluminescent materials, dendrimers electroluminescent materials, fluorene-based electroluminescent materials develop