Вопрос 11 Виды полупроводниковых материалов

В различных отраслях техники и производства применяемые полупроводниковые материалы условно можно разбить на ряд групп: 

• кристаллы – германий, кремний, селен и др.;

• оксиды металлов – оксиды титана, цинка, вольфрама, никеля, молибдена, кадмия, меди и др.;

• сульфиды – химические соединения, для их получения используют серу;

• селениды – химические соединения, в их состав входит селен;

• соединения галлия, индия с фосфором, алюминия, сурьмой, мышьяком и др.;

• кое-какие органические материалы (полимеры).

Несколько десятилетий назад в электротехнике начали применять селеновые и меднозакисные полупроводниковые материалы для изготовления выпрямителей переменного тока. Широкое применение в дальнейшем нашли германиевые и кремниевые вентили. Применение полупроводниковых материалов на кремниевой основе особенно перспективно: неуправляемые и управляемые вентили в преобразовательной технике, интегральные схемы, нередко используются в радиоэлектронной промышленности для изготовления миниатюрных диодов, резисторов, транзисторов, конденсаторов, высоковольтные выпрямители для линий электропередач постоянного тока. 

Связи в радиоэлектронике и электротехнике применяют нелинейные резисторы, называемые вариаторами. Их электрическое сопротивление не остается постоянным, а изменяется от приложенного к ним напряжения. От этого ток, проходящий по ним, растет нелинейно с увеличением напряжения. Например, по ряду причин в линиях электропередачи может значительно повыситься напряжение по сравнению с номинальным напряжением, что в свою очередь вызовет выход из строя аппаратуры управления и перерыв в электроснабжении потребителей – это явление называют перенапряжением. Разрядники позволяют избежать отрицательных последствий перенапряжений, изготовленные из нелинейных резисторов, которые устанавливают в линиях электропередачи. Также для изготовления стабилизаторов различного напряжения используют нелинейные резисторы, в ряде областей техники и регулирования частоты вращения электродвигателей, связанных с применением тока высокой частоты. 

Термисторы – терморезисторы изготавливают из полупроводниковых материалов – железа, оксидов меди, кобальта, цинка, марганца. Их главная особенность заключается в том, что они располагают большим по модулю отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. 

Терморезисторы также широко применяют в различных устройствах автоматики и радиоэлектроники. Теллуриды, сульфиды, селениды, применяют для изготовления фотоэлементов и фоторезисторов, так как от освещенности в значительной мере зависит их сопротивление. 

Также используют кремний и германий для изготовления фоторезисторов. 

Для создания солнечных батарей применяют кремний – объединенных между собой фотоэлементов, преобразующих энергию солнечного света в электрическую. Большое применение солнечных батарей находят в космонавтике.

Вопрос 12