现代电子设备建造电阻器那二极管那晶体管那集成电路由半导体材料制成。如今,硅是最常用的半导体在电力电子元件:二极管,晶闸管那IGBT., MOSFET晶体管等。原因是硅能耐非常高的温度当前的。硅晶体管的最大操作温度为150O.而锗晶体管则高达70O.C.硅不是一个导体在真正的话语中。它在某些条件下进行电力。硅是半导体材料绝缘子在绝对零温度(0k)。随着温度的升高,热能将导致自由的共价电子级分。
当AN.电场应用它们将移动并成为传导电子。这意味着硅具有负面抵抗性温度系数。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。
纯单晶硅用作整体电路的晶片和机械支撑。纯硅的电能不佳。硅掺杂有不同的杂质以增加材料的电导率水平。杂质增加了额外的能量水平,并且能带隙变得延伸。半导体宽带隙意味着具有高于2eV的带隙能量的材料。这些半导体适用于高功率电子器件,高温和高操作频率条件。碳化硅(SIC)在商业电子元件生产中提供了最佳效果。它具有3.03eV的带隙能量。
添加杂质的硅可以变成n型半导体或P型半导体。如果向纯四价硅加入具有五种价电子供体(氮气-N,磷,磷,砷,锑-SB,Biscuth-Bi)的杂质,则四个杂质电子将与四个邻近的Si共价捆绑原子形成共价键。第五电子保持自由,并且由于热能,它在晶格中络合移动。如果存在外部电场,则自由电子传导电。通过将三价杂质 - 受体(铟 - 硼-B,铝-Al和镓-Ga)添加到纯四价硅,共价键将形成有三个Si原子,形成p型半导体。空的空间被称为洞。形成的孔可以自由地在晶格中移动。在这种情况下,带正电的孔将导电。
硅半导体的应用
基于Si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,供电低,生产经济,生产经济。Si是必不可少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。取决于提供的电压极性,能量带隙将增加或减小,因此二极管电阻正在发生变化,并且可以非常小(欧姆)或非常高(MOHMS)。基于此,二极管将导电(整流二极管效应)进行电力。作为压敏电阻的非线性电阻器(依赖电阻器)通常由SiC(碳化硅)制成。此外,晶体管,微芯片由硅基导体制成。