电子半导体设备异常情况的维修研究

江文军

摘要：近些年来，我国已经从一个电子产品短缺的国家转变成了世界电子产品制造大国，半导体产业也得到了较快的发展。半导体行业的快速发展对我国来说是一种机遇也是一种挑战，一方面它为我国带来了大量的经济利润，另一方面又给我国带来了一定的经济损失。在这种情况下，我国对于半导体设备进行了不断的研发和制造。

关键词：电子半导体；电子设备；异常设备；维修

引言

电子半导体设备的故障维修在整个电子行业中占有重要地位，是电子行业持续发展的前提。电子半导体设备的故障维修可以帮助企业降低生产成本，提高产品质量，确保生产进度，对电子半导体设备进行正确、及时的维修可以保障其在正常运行状态下运行，对其进行定期维护、保养也是企业管理人员的重要工作内容。

一、电子半导体的基本概念

1.1电子半导体的特性

载流子的浓度与温度无关，这一特性使得电子半导体器件的工作温度非常高，通常可达上千度。载流子迁移率很高，通常在几百到几千厘米·米·秒之间。半导体表面的光吸收特性较强，这一特性使得电子半导体器件可以在弱光下工作。载流子的复合速度非常快，这一特性使得电子半导体器件不能长时间工作在饱和状态下。

1.2 电子半导体的应用

集成电路是将若干元件按一定的规律连接成一个整体的一种新型半导体器件，它具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、性能稳定等特点。集成电路主要分为两大类：电子元件：电阻、电容、电感、晶体管、晶闸管、电阻器和电容器等。B. 分立器件：如半导体开关、晶体管传声器、二极管和三极管等。半导体照明：又称发光二极管，是利用半导体材料的发光特性制造的一种新型光源。它是采用半导体材料制成的发光器件，与白炽灯相比，它具有体积小，重量轻，亮度高，寿命长，不产生有害的热效应等优点。但由于价格较贵，因此多用于路灯及其他低亮度照明。

二、电子设备中的电子半导体

2.1 电子设备中常见的电子半导体元件

二极管：二极管又称双极型二极管，是由两个不同极性的半导体材料制成的半导体元件。在电压作用下，当两个 PN结形成正向电流时，该 PN结将会导通；当两个 PN结形成反向电流时，该 PN结将会截止。二极管主要用于电源的变换、控制和保护电路中，是电子设备中最重要的电子元器件之一。三极管：三极管是一种电压控制电流器件，在电路中常用于开关电路的控制和保护电路。它是由一个P型基极和一个N型基极构成的半导体元件。它具有高功率、低噪声、小体积和高可靠性等特点。广泛用于各种开关电路中，如电源、继电器、整流、稳压、开关等。

2.2 各种电子半导体元件的工作原理

二极管，由两个P型半导体组成，当受到电压的作用时，电子从P区流向N区，使其从正极性变为反极性，即从正向导通变为反向截止。三极管，是由三个二极管并联组成的，当外加电压达到一定值时，三极管将导通。晶体管，由三个半导体晶体管串联组成，当电压加到晶体管上时，三极管就会导通。集成电路（IC）的工作原理是：在集成电路内部各芯片间是采用半导体材料作为介质的，当一块芯片上的电子发射到另一块芯片上时，会与该芯片内的空穴形成复合。复合后的空穴由注入管注入到另一块芯片中，在这一过程中，两块芯片之间的介质层起了隔离作用。

2.3 电子设备中电子半导体元件的组成及配置

半导体元件是在集成电路或其他半导体器件的基础上，通过适当的工艺技术制作而成的，由多个半导体元件组合而成的。元器件一般分为集成电路（IC）、分立器件（BD）、分立元件（SB）三大类。集成电路是按功能来划分的，功能是指它所具有的主要功能，比如晶体管和电阻就属于集成电路。分立器件是按材料划分的，如二极管、三极管、晶体管、场效应管等。分立器件不具有多个相同的功能，只具有一个相同或相近的功能，一般把这样的器件叫小规模集成电路（SPICE）。分立器件和小规模集成电路又被统称为分立元件或小功率电子元器件。

三、异常设备中的电子半导体故障

3.1 异常设备中常见的电子半导体故障

由于工作电压的不断攀升，半导体器件内部的电压环境便逐渐超出了其通常能够承受的临界点。这种压力会迫使器件进入一个不稳定的状态，它的行为和功能将受到严重影响。稳定性下降意味着器件的性能可能会急剧恶化，甚至可能出现故障，从而大大降低了设备的可靠性。因此，为了确保器件的正常运作并延长其使用寿命，需要谨慎控制工作电压，避免过高的电压对器件造成不利影响。

3.2 异常设备中电子半导体故障的诊断与维修方法

更换有故障的器件。在确定了损坏的器件之后，再考虑更换其他元器件。在更换器件时，应特别注意，对有故障的器件，不要随意更换；对于损坏的器件，应考虑选用同型号的新器件替换。更换相同型号和规格的元器件。对于损坏的元器件，可以从厂家或经销商处购买相同型号和规格的元器件；对于有故障的元器件，可考虑购买相同型号和规格的新器件。采用电测试设备进行测量。用电测试设备测得有故障部件与正常部件之间的电阻值，再根据不同型号元器件之间的电阻值变化情况，从而判断出故障元件。

四、电子半导体的发展与前景

4.1 电子半导体的发展历程

1928年，半导体工业中的第一个集成电路诞生；1950年，集成电路的制造工艺水平大幅度提高；1975年，集成电路已经达到了20纳米；1979年，在这一基础上研制出了世界上第一台计算机。到如今，计算机已经发展了二十多年，人们已经完全进入了信息化时代。从工业时代到信息化时代，是电子半导体技术发展的重要阶段。随着电子半导体技术的不断发展，它在生活中也得到了广泛的应用，如：手机、电脑、电视机、汽车等产品中都有半导体器件的身影。相信未来，它将会更加深入地进入我们生活中。

4.2 电子半导体的应用前景

半导体器件主要用于电子元器件和微电子器件，在各种电子设备中起着重要作用，从早期的电子管、晶体管到集成电路、微型计算机，再到各种集成电路，都是以半导体器件为基础而发展起来的。随着信息技术的发展，半导体器件也在不断地更新，而且用途越来越广泛。在工业生产和日常生活中，人们对电子产品的要求越来越高。而且，微电子技术已渗透到各个领域。这不仅提高了生产效率和产品质量，而且还大大节省了能源。为了适应现代信息社会的要求，微电子技术还在不断地发展和完善，尤其是在光电子领域、传感器和微机电系统（MEMS）等方面。

五、结语

电子半导体设备在工业生产中起着重要的作用，随着电子半导体设备在工业生产中的应用，电子半导体设备故障也随之增加，这对生产企业的经济效益产生了一定影响。因此，为了保证电子半导体设备正常运行，在日常维修过程中应该根据电子半导体设备的故障原因和类型进行相应的维修工作。另外，电子半导体设备在使用过程中也存在一些故障问题，为了减少其对生产带来的不利影响，企业需要加强对电子半导体设备故障原因分析工作和维修技术研究工作。在当前市场环境下，企业要想获得更好的发展，就需要重视电子半导体设备的维修工作，从而提高企业生产效率。

参考文献

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