Проектирование электроснабжения коттеджных поселков, квартир, коттеджей
разработка проектов ТП, КТП, РТП 6 (10, 35 кВ) / 0.4 кВ
По запросу на info@k-volt.ru предоставляем технико-коммерческое предложение на проектирование электроснабжения объекта в течении 3-х рабочих дней.

Требования, предъявляемые к полупроводниковым материалам

Основное отличие полупроводников от других материалов, в частности металлов, связано с различием в их электронной структуре, с харктером заполнения валентными электронами зон разрешенных энергий. В полупроводниках валентная зона заполнена при О К полностью и отделена от зоны проводимости запрещенной зоной, ширина которой различна у различных полупроводников. Поэтому, для того чтобы в полупроводнике стала возможной электропроводность, электроны из валентной зоны или с примесных донорных уровней в запрещенной зоне должны быть «заброшены» в зону проводимости, а также на созданные легированием акцепторные уровни в запрещенной зоне. В последнем случае носителями заряда становятся положительно заряженные «дырки» в валентной зоне.

Эти особенности полупроводников создают чрезвычайно интересные и многообразные возможности. Они позволяют изменять электропроводность за счет изменения концентрации носителей заряда на несколько порядков, что дает возможность создавать устройства, в которых непосредственно в твердом теле имеются области с проводимостью разного типа, граница между которыми (так называемый м-р-переход) может служить для выпрямления и усиления сигналов. Возбуждение атомов создает условия для детектирования разных излучений и внешних воздействий, а переход возбужденного атома в стабильное состояние позволяет генерировать различного рода излучения. Создаются широчайшие возможности для преобразования одних видов энергии (электрической, тепловой, механической, энергии частиц и излучений) в другие.

На основе полупроводниковых материалов создано много различных полупроводниковых устройств и приборов. Свойства, параметры и характеристики этих приборов в значительной степени определяются свойствами и параметрами исходного полупроводникового материала. Поскольку принцип действия большинства полупроводниковых приборов (диодов, стабилитронов, транзисторов, тиристоров и т.д.) основан на использовании свойств выпрямляющего р-м-перехода, то такие приборы будут работоспособны только при температуре, соответствующей примесной электропроводности. Собственная электропроводность, появляющаяся при высокой температуре, нарушает нормальную работу прибора. Максимальная допустимая температура полупроводникового прибора в первую очередь определяется шириной запрещенной зоны исходного полупроводникового материала. Таким образом, для изготовления прибора, работающего при высоких температурах, следует использовать широкозонный полупроводниковый материал. Кроме того, приборы на основе широкозонного полупроводникового материала будут работать с большой допустимой мощностью рассеяния, т.е. при нормальных условиях работы могут быть уменьшены габариты прибора или габариты теплоотводящих радиаторов.

С появлением полупроводниковых приборов сразу же возникла необходимость в улучшении их частотных свойств, в повышении напряжения пробоя и допустимой мощности рассеяния. Поэтому особое значение приобретает требование к однородности исходного полупроводникового материала. Расширение функций, которые выполняются полупроводниковыми устройствами, вызвало потребность в новых полупроводниковых материалах. Совершенно естественно, что к исходному полупроводниковому материалу каждого прибора или устройства предъявляются требования, связанные с принципом действия и условиями работы этого прибора. Так, солнечные батареи должны длительное время работать в условиях космической радиации. По этой причине необходимым свойством исходного полупроводникового материала таких приборов является его радиационная стойкость. Полупроводниковый материал для лазера должен иметь прямые излучательные переходы электронов между энергетическими уровнями. Основные требования, предъявляемые к полупроводниковым материалам для таких полупроводниковых приборов, как термисторы, определяются необходимостью обеспечить широкий диапазон номинальных сопротивлений, различный температурный коэффициент сопротивления, малый разброс параметров и т.д.

Развитие полупроводниковой техники должно сопровождаться повышением надежности и снижением стоимости электронных схем. Естественный и понятный путь повышения надежности — это повышение общей культуры проектирования и производства приборов. Но необходим также глубокий анализ кинетических закономерностей и механизмов старения полупроводниковых материалов, которые используются при изготовлении полупроводниковых приборов. Снижение стоимости изделий полупроводниковой техники в сильной степени зависит от доли годных приборов, которая оказывается иногда очень низкой из-за плохого качества исходного полупроводникового материала и недостаточной однородности свойств кристаллов.

Интенсивно расширяется круг полупроводниковых материалов, различающихся не только природой химических связей, химическим и фазовым состояниями, но и структурным состоянием. Если раньше это были монокристаллические полупроводниковые материалы, то позднее наряду с монокристаллами различной степени совершенства стали применяться поликристаллические материалы, а затем и аморфные. Вызванный вначале чисто экономическими соображениями (низкой стоимостью) интерес к аморфным полупроводникам все усиливается благодаря ряду их других достоинств.

На правах рекламы:
Лесной портал, всё о лесозаготовке.