【儀表網 儀表上游】分立器件是指具有單獨功能且功能不能拆分的電子器件，依據芯片結構和功能的不同可以分為半導體二極管、三極管、橋式整流器、光電器件等。半導體分立器件主要由芯片、引線/框架、塑封外殼幾部分組成，其中芯片決定器件功能，諸如整流、穩壓、開關、保護等，引線/框架實現芯片與外部電路的連接以及熱量的導出，塑封外殼則為芯片及內部結構提供保護，保證其功能的穩定實現，并與散熱等核心性能高度相關。
 

　　分立器件的芯片與半導體行業通常理解的集成電路芯片有所差異。半導體電路功能實現的基礎單元是由半導體材料構成的PN結，將PN結及其形成的圖形以一定的方式刻到一小片硅片上形成半導體芯片。其中，分立器件(二極管、三極管等)芯片是指在一個硅片上通過摻雜、擴散等工藝只形成一個或少量PN結的芯片，其芯片的結構簡單，功能也相對較為簡單，主要是實現整流、穩壓、開關、放大等既定的電路功能。而集成電路芯片是用特殊的半導體工藝將成千上萬個PN結、電容、電阻、導線等形成的具有特定功能的圖形刻到一小塊硅片上形成芯片，因此集成電路芯片結構非常復雜，可以實現數字信號、模擬信號的處理與轉換等復雜功能。
 

　　雖然芯片的集成帶來了體積小、重量輕、可靠性高等優勢，但對于一些難以集成的特定功能，例如高速開關、穩壓保護、瞬態抑制和大電流、高電壓、低功率等性能要求，以及出于線路結構、集成難度和成本、穩定性等各方面考慮，仍需要大量使用各種分立器件來完成，因此，分立器件與集成電路配合使用成為半導體產業的常態。
 

　　分立器件的產品分類
 

　　半導體分立器件按照芯片結構和功能可區分為二極管、三極管，以及由其通過一定方式連接形成的器件(如整流橋)。半導體產業起步于上世紀50年代，在發展歷程中，半導體二極管、雙極型晶體管(BJT)、場效應晶體管(Power-MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等先后出現，一般將雙極型晶體管、場效應晶體管和絕緣柵雙極型晶體管統稱為三極管。
 

　　隨著半導體產業的逐步發展，對芯片供電mA級別的電流需求、產品良率及成本制約下小功率器件無法集成、下游產品對半導體分立器件體積要求越來越苛刻等問題逐步凸顯，無論是二極管還是三極管，在制造工藝上均面臨突破上述發展瓶頸的需要。為解決上述問題，體積較小且通過電流較小的“小信號器件”概念開始被中國臺灣分立器件廠商單獨列出，并形成了一系列專業的工藝方法，可以用于各類二極管、三極管的生產。
 

　　隨著小信號器件概念的出現，半導體分立器件在按照芯片結構、功能劃分維度之外，又可按照功率、電流指標劃分為小信號器件及功率器件兩大類。世界半導體貿易統計協會(WSTS)將小信號器件定義為耗散功率小于1W(或者額定電流小于1A)的分立器件，而耗散功率不小于1W(或者額定電流不小于1A)的分立器件則歸類為功率器件。
 

　　小信號器件與功率器件在生產工藝和產品應用方面存在顯著差異。小信號器件芯片尺寸和封裝尺寸均較小，對生產作業控制精度要求較高，對機械化自動化要求很高，并由于產品組件比較脆弱，需要在生產過程中給予很好的保護，同時其電性參數值均比較小，因此要求測試系統能夠快速分辨出微小的電量變化，具備較高的測試精度。而功率器件芯片尺寸和封裝尺寸都比較大，要求芯片與框架接觸良好、封裝體有較好的散熱能力、封裝應力盡可能小、測試過程中能夠提供大電流高電壓、并進行不同測試參數條件下自動比對篩選。由于前述差異，在半導體產業逐步專業化發展的過程中，器件在生產工藝及產品應用方面的差異程度超出了其在芯片結構及功能方面本身的差異，小信號器件、功率器件的概念逐步被普遍接受。
 

　　依據功率和電流對分立器件進行劃分是業內通用的分類方法。中國電子技術標準化研究院2019年11月發布的新《功率半導體分立器件產業及標準化白皮書(2019版)》將分立器件劃分為小信號器件和功率器件；世界半導體貿易統計協會(WSTS)在其產品分類手冊中也依據功率的標準采用了小信號器件、功率器件的劃分；較具的IT研究與顧問咨詢公司Gartner將分立器件區分為小信號器件、功率器件、射頻器件；業內公司東芝、羅姆、安世、威世、華潤微、揚杰科技等都在其產品手冊中采用了前述分類方法。
 

　　(原標題：分立器件的結構及功能介紹)