2.5 Полупроводниковые материалы

2.5.1 Программа

Определение полупроводников. Основные группы полупроводниковых материалов: элементарные полупроводники, ковалентные соединения, окислы металлов и их структура.

Основные свойства полупроводниковых материалов и их параметры. Преимущества кремния. Арсенид галлия как перспективный материал функциональной электроники и СВЧ–техники. Твердые растворы на основе арсенида галлия.

Однородность и совершенство структуры – определяющие факторы дальнейшего развития техники полупроводников и повышения качества полупроводниковых материалов.

2.5.2 Методические указания

Разбирая материалы темы, необходимо обосновать вывод об основных группах полупроводниковых материалов, их месте в таблице Д.И. Менделеева, типе химических связей, при этом следует обратить внимание на образование ковалентных связей за счет электронных пар, принадлежащих соседним атомам кристаллической решетки. Ответы на эти вопросы вы найдете в главе пятой [1].

Тема имеет большое значение для окончательного формирования представления о полупроводниковых материалах, применение которых в современных РЭС постоянно расширяется.

2.6 Магнитные материалы

2.6.1 Программа

Основные свойства, характеристики и параметры, определяемые в статистических и динамических режимах. Магнитомягкие материалы: электротехнические стали, пермаллои, ферриты, магнитодиэлектрики. Магнитоэлектрические материалы. Особенности обработки магнитомягких материалов и изделий из них и воспроизводимость их параметров.

Сущность и применение термомагнитной обработки.

Магнитотвердые материалы для постоянных магнитов: лента, проволока, покрытие дисков для запоминающих устройств. Особенности обработки магнитотвердых материалов. Разброс параметров технических магнитных материалов различных классов. Температурная нестабильность и пути ее уменьшения.

2.6.2 Методические указания

Важность изучаемой темы для специалистов, занятых в производстве РЭА, исключительно велика. Решение таких проблем как существенное сокращение потребляемых материалов, трудоемкости и стоимости, снижение энергетических затрат при производстве и эксплуатации, увеличение надежности и долговечности РЭА от получения магнитных материалов с необходимыми свойствами. Вопросы пункта 2.6 программы рекомендуется изучать по [1].

При изучении магнитомягких материалов необходимо усвоить: как изменяются свойства электротехнической стали при введении в ее состав кремния; почему стали применяются в менее ответственных элементах и деталях РЭС; в чем заключается различие свойств горячекатаной и холоднокатаной сталей; чем объясняется уменьшение индукции насыщения у ферритов.

При изучении магнитотвердых материалов следует особо обратить внимание на получение и свойства металлокерамических и металлопластиковых магнитов.

2.7 Диэлектрические материалы

2.7.1 Программа

Определение диэлектриков, их общие свойства и параметры. Функции диэлектрических материалов в конструкциях РЭС и микроэлектронике. Основные параметры и характеристики диэлектрических материалов: удельное сопротивление, диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь, электрическая проницаемость и пробивное напряжение. Особенности структуры и основные характеристики стекол, ситаллов, керамики и полимеров. Термопластичные и термореактивные полимеры.

Активные диэлектрики: пьезо-, пиро- и сегнетоэлектрики. Электреты. Их специфические свойства и применение, стабильность, отклонения, обрабатываемость, стоимость.

Материалы подложек гибридных и полупроводниковых интегральных схем. Слоистые пластики как основные материалы для монтажных и коммутационных плат с многоуровневой разводкой. Интегральные критерии выбора исходных материалов пластиков с учетом свойств параметров материалов (функциональных, технологических, экономических, стабильности и отклонений параметров).

2.7.2 Методические указания

Тема программы, посвященная диэлектрикам, охватывает самую обширную группу радиоматериалов, отличающихся по химическому составу, структуре, свойствам и находящих разнообразное применение в РЭС.

Необходимо особенности каждой группы материалов проиллюстрировать конкретными примерами. Особое внимание следует уделить таким полимерным материалам, как полистирол, фторопласт-4, полиэтилен, поливинилхлорид, керамическим материалам - стеатиту и поликору, кварцевому стеклу, ситаллам, пьезоэлектрическим материалам - кварцу, пьезоэлектрической керамике.