Samlingar

Halvledarmaterialstyper "Grupper och klassificeringar

Halvledarmaterialstyper


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Det finns många olika typer av halvledarmaterial.

Dessa olika typer av halvledare har lite olika egenskaper och lämpar sig för olika applikationer i olika former av halvledaranordningar.

Vissa kan vara tillämpliga för standardsignalapplikationer, andra för högfrekventa förstärkare, medan andra typer kan vara tillämpliga för kraftapplikationer och tuffa miljöer eller andra för ljusavgivande applikationer. Alla dessa olika applikationer brukar använda olika typer av halvledarmaterial.

Halvledartyper / klassificeringar

Det finns två grundläggande grupper eller klassificeringar som kan användas för att definiera de olika halvledartyperna:

  • Inneboende material: En inneboende typ av halvledarmaterial som är mycket kemiskt ren. Som ett resultat har den en mycket låg konduktivitetsnivå med mycket få antal laddningsbärare, nämligen hål och elektroner, som den har i lika stora mängder.
  • Yttermaterial: Extrinisc typer av halvledare är sådana där en liten mängd föroreningar har tillsatts till det grundläggande inneboende materialet. Denna "dopning" använder ett element från en annan periodisk grupp och på detta sätt kommer det antingen att ha mer eller mindre elektroner i valensbandet än själva halvledaren. Detta skapar antingen ett överskott eller brist på elektroner. På detta sätt finns två typer av halvledare tillgängliga: elektroner är negativt laddade bärare.
    • N-typ: Ett halvledarmaterial av N-typ har ett överskott av elektroner. På detta sätt finns fria elektroner tillgängliga i gitteren och deras totala rörelse i en riktning under påverkan av en potentiell skillnad resulterar i ett elektriskt strömflöde. Detta i en halvledare av N-typ är laddningsbärarna elektroner.
    • P-typ: I ett halvledarmaterial av P-typ finns det brist på elektroner, det vill säga det finns 'hål' i kristallgitteret. Elektroner kan röra sig från en tom position till en annan och i detta fall kan det anses att hålen rör sig. Detta kan hända under påverkan av en potentialskillnad och hålen kan ses flyta i en riktning vilket resulterar i ett elektriskt strömflöde. Det är faktiskt svårare för hål att röra sig än för fria elektroner att röra sig och därför är hålens rörlighet mindre än för fria elektroner. Hål är positivt laddade bärare.

Halvledarmaterialgrupper

Mest använda halvledarmaterial är kristallina oorganiska fasta ämnen. Dessa material klassificeras ofta efter deras position eller grupp inom det periodiska systemet. Dessa grupper bestäms av elektronerna i den yttre omloppet de specifika elementen.

Medan de flesta halvledarmaterial som används är oorganiska undersöks och används också ett växande antal organiska material.

Lista över halvledarmaterial

Det finns många olika typer av halvledarmaterial som kan användas inom elektroniska enheter. Var och en har sina egna fördelar, nackdelar och områden där den kan användas för att erbjuda optimal prestanda.


MaterialKemisk symbol
/ formel
GruppDetaljer
GermaniumGeIVDenna typ av halvledarmaterial användes i många tidiga enheter från radardetekteringsdioder till de första transistorerna. Dioder visar en högre omvänd ledningsförmåga och temperaturkoefficient innebar att tidiga transistorer kan drabbas av termisk utsläpp. Erbjuder en bättre laddningsbärarmobilitet än kisel och används därför för vissa RF-enheter. Används inte så ofta idag som bättre halvledarmaterial finns tillgängliga.
KiselSIVKisel är den mest använda typen av halvledarmaterial. Dess stora fördel är att den är lätt att tillverka och ger goda allmänna elektriska och mekaniska egenskaper. En annan fördel är att när den används för integrerade kretsar bildar den högkvalitativ kiseloxid som används för isoleringsskikt mellan olika aktiva element i IC.
GalliumarsenidGaAsIII-VGalliumarsenid är den näst mest använda typen av halvledare efter kisel. Det används ofta i högpresterande RF-enheter där dess höga elektronmobilitet används. Den används också som substrat för andra III-V halvledare, t.ex. InGaAs och GaInNAs. Det är emellertid ett sprött material och har lägre hålrörlighet än kisel vilket gör applikationer som CMOS-transistorer av P-typ inte genomförbara. Det är också relativt svårt att tillverka och detta ökar kostnaderna för GaAs-enheter.
KiselkarbidSicIVKiselkarbid hittar användningar i ett antal applikationer. Det används ofta i kraftenheter där dess förluster är betydligt lägre och driftstemperaturerna kan vara högre än för kiselbaserade enheter. Kiselkarbid har en nedbrytningsförmåga som är ungefär tio gånger den för kisel själv. Former av kiselkarbid var typer av halvledarmaterial som användes med några tidiga former av gula och blå lysdioder.
GalliumnitridGaNIII-VDenna typ av halvledarmaterial börjar bli mer omfattande i mikrovågstransistorer där höga temperaturer och effekt behövs. Det används också i vissa mikrovågs-IC. GaN är svårt att dopa för att ge regioner av p-typ och det är också känsligt för ESD, men relativt okänsligt för joniserande strålning. Har använts i vissa blå lysdioder.
GalliumfosfidGlipaIII-VDetta halvledarmaterial har hittat många användningsområden inom LED-teknik. Den användes i många tidiga lysdioder med låg till medel ljusstyrka som producerade en mängd olika färger beroende på tillsats av andra dopmedel. Ren galliumfosfid ger ett grönt ljus, kvävedopat, det avger gulgrönt, ZnO-dopat avger det rött.
KadmiumsulfidCD skivorII-VIAnvänds i fotoresistorer och även solceller.
Bly sulfidPbSIV-VIAnvänds som mineralgalena, detta halvledarmaterial användes i de mycket tidiga radiodetektorerna kända som 'Cat's Whiskers' där en punktkontakt gjordes med tenntråden mot galenan för att ge korrigering av signalerna.


Titta på videon: Hotet mot Upplysningen. Lena Andersson - Idévärlden (Maj 2022).