硅半导体

现代电子设备是用电阻,二极管,晶体管,集成电路由半导体材料制成。如今,硅是使用最多的半导体电力电子元件:二极管,晶体闸流管,IGBT, MOSFET晶体管等。原因是硅能耐非常高的温度当前的.硅晶体管的最高工作温度为150o而锗晶体管则高达70o答案:c导体在这个词的真正意义上。它在一定条件下导电。硅是半导体材料绝缘子在绝对零度(0K)下。随着温度的升高,热能将引起一个自由的共价电子部分。

当一个电场应用时,它们会移动,成为导电电子。这意味着硅带负电荷电阻温度系数。纯硅的共价键能为1.1 eV。这意味着在晶体结构中释放价电子需要多少能量。
硅半导体
纯单晶硅被用作集成电路的晶圆和机械支撑。纯硅对电能的导电性很差。在硅中掺杂不同的杂质,以增加材料的导电水平。杂质增加了额外的能级,一个能带隙被拉长了。半导体带隙宽意味着带隙能量大于2ev的材料。这些半导体适用于高功率电子、高温和高工作频率条件。碳化硅(SiC)在商业电子元件生产中表现最好。能带隙能是3。03 eV。

添加了杂质的硅可以变成n型半导体p型半导体.如果有5个价电子给体的杂质(氮- n、磷- p、砷- as、锑- sb、铋- Bi)加到纯四价硅上,这4个杂质电子将与四个邻近的Si共价结合原子形成共价键。第五个电子保持自由,由于热能,它在晶格中无序地移动。如果存在外电场,自由电子导电。在纯四价硅中加入三价杂质受体(铟-铟、硼- b、铝-铝和镓- ga)形成p型半导体,与三个硅原子形成共价键。一个空的空间被称为一个洞。所形成的孔可以在晶格中自由移动。在这种情况下,带正电荷的空穴就会导电。

硅半导体的应用

基于硅的半导体的主要优点是寿命周期长、体积小、重量轻、生产简单、机械强度大、供电功率低、生产经济。硅是一种重要的材料光伏电池建设(98%)。半导体晶体二极管(整流器)是由p型和n型结合而成的半导体,称为PN结.取决于所提供的电压极性,能带间隙将增加或减少,因此二极管电阻是变化的,可以是非常小(欧姆)或非常高(MOhms)。在此基础上,二极管是否导电(整流二极管效应)。作为压敏电阻的非线性电阻器(电压依赖性电阻器)通常由碳化硅(SiC)制成。此外,晶体管、微芯片都是由硅基导体制成的。

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