me_edu
Электроника: фундаментальный курс (2–3 года)Шаг 83 из 279 · 0% пройдено
Полупроводники: от зонной модели до p-n перехода

Зачем нужны полупроводники

Шаг 83 из 2799 минТеория
Цель

Понять основной механизм темы «Зачем нужны полупроводники» без заучивания отдельных терминов.

Как работать

Прочитайте блок один раз целиком, затем вернитесь к схеме или примеру и перескажите идею своими словами.

Критерий

Сформулированное правило, пример применения и одно ограничение метода.

-9-5.5-21.558.512-8312
lg ρ (Ом·м): медь ≈ −8, кремний ≈ +3, стекло ≈ +12 — полупроводник между металлом и изолятором
Опорная идея

Все вещества по электропроводности делят на три класса. Проводники (медь, алюминий) проводят ток почти без сопротивления: удельное сопротивление ρ ≈ 10⁻⁸ Ом·м. Диэлектрики (стекло, резина) ток практически не пропускают: ρ ≈ 10¹²…10¹⁶ Ом·м. Полупроводники занимают промежуток: у чистого кремния ρ ≈ 2300 Ом·м при 20 °C.

Главная ценность полупроводника не в самом значении ρ, а в том, что его проводимость можно управляемо менять в миллиарды раз — нагревом, освещением, добавлением примесей и приложенным напряжением. Именно управляемость сделала кремний основой всей современной электроники.

Основные материалы: кремний Si (массовый, дешёвый, рабочая температура до ~150 °C), германий Ge (исторический, U_пор ≈ 0,3 В), арсенид галлия GaAs и нитрид галлия GaN (СВЧ и силовая техника, светодиоды), карбид кремния SiC (мощные высоковольтные приборы).

Назад

Обсуждение

Войдите, чтобы участвовать в обсуждении.

Пока нет сообщений.