Главная » Справочник » Электроматериаловедение » Типы полупроводников

Типы полупроводников

В настоящее время известно множество химических элементов, но только 13 из них обладают полупроводниковыми свойствами. Но кроме элементарных полупроводников, которые есть в таблице Менделеева, насчитываются сотни и даже тысячи твердых растворов, обладающих полупроводниковыми свойствами.

Поэтому было принято классифицировать полупроводниковые материалы, как показано на рисунке.

Полупроводники

Все полупроводники могут быть разделены на кристаллические и некристаллические.

К числу некристаллических полупроводников относятся аморфные полупроводники, жидкие полупроводники, стеклообразные полупроводники.

Общей чертой некристаллических полупроводников является отсутствие дальнего порядка в расположении атомов, результатом которого является существенные изменения в энергетическом спектре и низкая подвижность носителей заряда.

Среди кристаллических полупроводников можно выделить элементарные полупроводники и гетерополярные полупроводники (бинарные, трехкомпонентные).

В промышленности из-за сложностей производства многокомпонентных материалов применяются бинарные и элементарные полупроводники.

Среди бинарных полупроводников выделяют наиболее изученные и широко используемые группы полупроводниковых соединений.

В одну группу обычно включают соединения с одинаковой стехиометрической формулой, то есть образованные из элементов, расположенных в одних и тех же группах периодической системы элементов Д. И. Менделеева.

Достоинства и недостатки полупроводников

Достоинства:

возможность интеграции множества разных компонентов на одном кристалле;
малые габариты, вес и энергопотребление по сравнению с электронными лампами;
существенно более низкое напряжение питания полупроводниковых схем по сравнению с ламповыми;
существенно более высокая надежность;
отсутствие микрофонного эффекта;
нечувствительность к внешним магнитным полям (лампы требуют магнитной экранировки);
мгновенная готовность при включении питания – не надо ждать, пока разогреется катод;
наличие комплиментарных приборов (два типа проводимости).

Изменение электропроводности полупроводников под влиянием температуры позволило применять их в приборах, работа которых основана на использовании этого свойства.

Полупроводники используют в качестве термометров для замера температур окружающей среды.

Недостатки:

зависимость параметров от температуры (хотя иногда это и полезно, например, для термодатчиков);
ограниченные напряжения – полупроводниковые приборы хорошо работают при токах в сотни ампер, но вот сделать прибор на сотни вольт – сложная задача;
хуже радиационная стойкость по сравнению с лампами;
сложнее получить высокую мощность на сверхвысоких частотах.

Они более чувствительны, чем термометры сопротивления, изготовляемые из металла под названием болометров и применяемые в лабораторной практике для измерения очень высоких или самых низких температур.

О температуре судят, замеряя электрическое сопротивление болометра. Но точность измерения с помощью этих приборов невелика, так как металлы изменяют свое сопротивление всего на 0,3 % на каждый градус.

Предыдущая статья Состав и характеристика Следующая статья Топология соединения

Статьи по теме