2.8. Контрольные вопросы.
1. Какие материалы относятся к материалам высокой проводимости?
2. Какие основные области применения у материалов высокой проводимости?
3. Классификация проводниковых материалов.
4. Свойства и параметры меди.
5. Свойства и параметры алюминия.
6. Какие материалы имеют высокое сопротивление?
7. Электрические свойства проводников.
8. Неэлектрические свойства проводников.
9. Свойства и параметры углеграфитовых материалов.
10. Свойства и параметры тугоплавких материалов.
11. В чём проблемы создания надёжных контактов?
12. Назначение, материалы, принцип работы термопар.
13. Свойства сверхпроводников и криопроводников.
14. Способы обеспечения надёжных контактов в электронике.
15. По каким параметрам можно сравнивать и выбирать проводниковые материалы?
Глава III. Полупроводниковые материалы.
Достигнутый уровень развития полупроводниковых материалов и технологий производства полупроводниковых приборов позволил создавать миниатюрные и сверхбыстродействующие вычислительные машины и системы автоматического и дистанционного управления. Без этих достижений немыслима современная энергетика и промышленное производство.
Основным свойством полупроводниковых материалов является возможность менять их проводимость с помощью энергетических воздействий (рис.3.1).
Рис. 3.1 Зависимость удельной проводимости металлов (1)и полупроводников (2) от температур.
3.1. Историческая справка.
1833г Фарадей, изучая свойства сернистого серебра, обнаружил уменьшение его сопротивления при нагревании.
1839г Беккерель обнаружил появление фотоЭДС при освещении полупроводника.
1821÷1856г открыты термоэлектрические эффекты Т. Зеебека, Ж. Пельтье, Томсона.
1873г. открыта возможность менять сопротивление селена, меняя освещённость.
1874г. Браун обнаружил свойства p–n перехода.
1916г. А.Ф. Иоффе установил, что массовое серийное производство полупроводниковых приборов возможно только из особо чистых полупроводников.
1916г. Вильсон разработал зонную теорию твёрдого тела.
1948г. В США созданы транзисторы.
В конце 50-х годов разработана планарная технология массового производства полупроводниковых приборов; изобретены интегральные схемы.
3.2 Классификация полупроводников.
1. Проводники различают по химическому составу:
а) простые (германий, кремний, селен);
б) бинарные (химические соединения типа АnВm, где А и В – химические элементы, n и m ― номера подгрупп; сложные химические соединения из трёх и более химических элементов.
2. По количеству примесей:
а) собственные, имеющие собственную проводимость за счёт генерации электронно-дырочных пар;
б) примесные, имеющие примесную проводимость за счёт участия примесей в генерации электронно-дырочных пар.
г) компенсированные полупроводники в которых одна примесь вводится для компенсации действия другой;
д) вырожденные полупроводники по свойствам приближаются к металлам из-за высокой концентрации примесей.
Из всего многообразия материалов в полупроводниковой промышленности используется порядка десяти. Основными являются кремний, германий, арсенид галлия.