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汽车电子设计专栏---有源器件
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3.《汽车电子设计---有源器件》
电子书自序
书籍封面
电子书书摘
汽车电子设计专栏---有源器件篇
半导体制造技术
本节仅描述硅基半导体的制造；大多数半导体是硅。硅特别适用于集成电路，因为它容易形成氧化物涂层，可用于对晶体管等集成组件进行图案化。
6.1硅的制备
硅是地壳中第二常见的元素，其形式为二氧化硅、SiO2，也称为硅砂。硅通过在电弧炉中用碳还原而从二氧化硅中释放出来：
SiO2+C=CO2+Si
这种冶金级硅适用于硅钢变压器叠片，但纯度不足以用于半导体应用。转化为氯化物SiCl4(或SiHCl3)允许通过分馏进行纯化。用超纯锌或镁还原产生海绵硅，需要进一步纯化。或者，在热的多晶硅棒加热器上被氢气热分解产生超纯硅。
Si+3HCl=SiHCl3+H2SiHCl3+H2=Si+3HCl2
多晶硅在由感应加热石墨基座加热的熔融石英坩埚中熔化。石墨加热器可替代地由低电压在高电流下直接驱动。在单晶提拉（Czochralski）工艺中，硅熔体凝固在具有所需晶格取向的铅笔大小的单晶硅棒上。（下图）杆以一定的速度旋转并向上拉，以促使直径扩大到几英寸。一旦达到这个直径，晶锭就会自动以一定的速度拉动，以将直径保持在几英尺的长度。可以将掺杂剂添加到坩埚熔体中以产生例如P型半导体。生长装置被封闭在惰性气氛中。
图：单晶提拉（Czochralski）单晶硅生长。
将成品晶锭研磨至精确的最终直径，并修整端部。通过内径金刚石锯将晶锭切成晶片。晶片被磨平并抛光。晶圆可以具有通过热沉积在晶圆顶部生长的N型外延层，以获得更高的质量。在这个制造阶段的晶片由硅晶片制造商交付给半导体制造商。
图：硅晶锭被金刚石锯成晶片。
汽车电子工程知识体系简介
近年来，汽车电子占整车价值的比重越来越高，由2000年的15%到2020年的50%，同时，电子控制越发复杂化，各种功能并不是独立运转，而是与其他系统相互配合，因此电子模块的标准化和可复用性越发重要。今后，这种发展趋势必将越发明显。但是，现在的系统功能极其复杂，单一技术人员难以详细掌握所有的电子模块，全面理解汽车电子技术更是不容易。因此，作者深感行业之痛，不以为陋，自高奋勇将汽车电子工程知识体系及其中使用的重要技术编辑成书，旨在帮助技术人员分类学习汽车电子工程知识，掌握重要技术的原理，全面理解电子系统，并思考今后发展的趋势及技术方法。
内容简介
汽车电子可以涵盖很多主题，可以任选几个主题进行杂揉，但作者没有选这条路，因为作者知道万变不离其宗。因此作者直取本源，《汽车电子硬件设计（电路篇）》直接将汽车电子控制器（ECU）分解为通用电子模块电路，详细解析了过压保护模块电路、防反模块电路、电源监控电路、CAN模块电路、LIN模块电路和和电源模块电路、输入/输出处理电路和主控单元模块等模块，通过大量的插图和数据表，叙述简明扼要，内容丰富详细，专业性强。
同时，作者还规划了《汽车电子硬件设计（电路篇）》的姊妹篇《汽车电子硬件设计（器件篇）》和《汽车电子硬件设计（线路篇）》。《汽车电子硬件设计（器件篇）》主要介绍汽车电子中的常用器件，如：连接器，继电器，电阻，电容，模拟芯片，数字芯片，收发器等的设计要点和注意事项，以及原理和工艺。《汽车电子硬件设计（线路篇）》主要介绍汽车电子中原理图设计，PCB设计，可制造性设计，可测试性设计等。
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