- •1. Полупроводниковые материалы
- •1.1. Характеристика основных свойств
- •1.2 Классификация.
- •3. Подвижность свободных носителей заряда ( n и p)
- •5. Относительная диэлектрическая проницаемость.
- •6. Плотность материала.
- •7. Удельное сопротивление собственных полупроводников.
- •1.3.1. Кремний Si.
- •1.3.2. Германий Ge.
- •1.4. Сложные полупроводники.
- •1.4.1. Соединения группы а2b6.
- •1.4.2. Соединения группы а4в4.
- •1.4.3. Окисные полупроводники.
- •1.4.4. Поликристаллические полупроводники.
- •1.4.5. Аморфные полупроводники.
- •1.5. Параметры полупроводниковых материалов
- •1.6. Классификация полупроводниковых материалов
- •1.7. Полупроводниковый кремний как конструкционный материал
- •1.8. Вопросы и задачи
- •2. Проводниковые материалы
- •2.1. Определение и свойства проводников
- •2.2. Зависимость электрических свойств проводниковых материалов от внешних факторов
- •2.2.1. Температурная зависимость удельного сопротивления металлических проводников
- •2.2.2. Зависимость удельного сопротивления проводниковых материалов от давления
- •2.2.3. Сопротивление проводников на высоких частотах
- •2.2.4 Свойства материалов в виде тонких плёнок.
- •2.3 Материалы высокой проводимости.
- •2.4 Металлы высокого сопротивления.
- •2.5 Монометаллические резистивные материалы.
- •2.6 Металлические сплавы
- •2.7. Металло-окисные резистивные материалы.
- •2.8. Интерметаллические сплавы.
- •2.9. Механические композиции.
- •2.10. Материалы для толстоплёночных гис.
- •2.11. Сплавы специального назначения.
- •2.12 Биметаллы.
- •2.13. Вопросы и задачи
- •3. Диэлектрические материалы
- •3.1. Определение, основные свойства
- •3.1. Графики зависимости диэлектрической проницаемости
- •3.2. Параметры диэлектриков
- •3.2.1. Электрические параметры
- •3.2.2. Тепловые параметры
- •3.2.3. Физические параметры
- •3.3. Обзор диэлектрических материалов.
- •3.4. Функции пассивных диэлектриков в рэа.
- •3.5. Классификация пассивных диэлектриков.
- •3.6. Газообразные диэлектрики.
- •3.7. Жидкие диэлектрики.
- •3.8. Твердеющие диэлектрики.
- •3.9.1. Лаки.
- •3.9.2. Эмали.
- •3.9.3. Компаунды.
- •3.10. Полимеры.
- •3.11.1. Природные полимеры.
- •3.11.2. Линейные полимеры.
- •3.11.3. Полимеры, получаемые поликонденсацией.
- •3.12. Композиционные пластмассы и слоистые пластики.
- •3.13. Полимерные клеи и адгезивы.
- •3.14. Стекла.
- •3.14.1 Способы аморфизации материалов.
- •3.14.2. Общая характеристика стекол.
- •3.14.3. Химический состав и свойства оксидных стекол.
- •3.14.4. Техническое назначение стекол.
- •3.14.5. Кварцевое стекло высокой чистоты.
- •1.10. Стеклокристаллические материалы – ситаллы.
- •3.16. Техническая керамика.
- •3.16.1. Общая характеристика.
- •3.16.2. Виды керамики, применяемые в рэа.
- •3.17. Кварцевое стекло
- •3.18. Вопросы и задачи
- •4.2. Прецизионные сплавы
- •4.3. Вопросы
- •5. Магнитные материалы
- •5.1. Классификация веществ по магнитным свойствам
- •5.2. Основные свойства и параметры магнитных материалов
- •5.3. Виды магнитных материалов
- •5.4. Влияние состава, механической и термической обработки на магнитные свойства ферромагнетиков.
- •5.5. Магнитомягкие материалы.
- •5.5.1. Требования к магнитомягким материалам.
- •5.5.2. Классификация магнитомягких материалов.
- •5.5.3. Магнитомягкие материалы для постоянных и низкочастотных магнитных полей.
- •5.5.4. Высококачественные магнитомягкие материалы.
- •5.6. Магнитотвердые материалы.
- •5.6.1. Мтм для постоянных магнитов.
- •5.6.2. Мтм для магнитных лент.
- •5.7. Магнитные материалы специального назначения.
- •5.7.1. Материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ппг)
- •5.7.2. Магнитострикционные материалы.
- •5.7.3. Магнитные пленки.
- •5.7.4. Свч ферриты.
- •5.8. Вопросы
3.2.2. Тепловые параметры
1. Нагревостойкость – это способность диэлектрических материалов без повреждения и существенного ухудшения практически важных свойств выдерживать воздействия повышенной температуры как кратковременно, так и длительно.
2. Холодостойкость – способность диэлектрических материалов работать при низких температурах, без недопустимого ухудшения эксплуатационных характеристик [7].
3. Теплопроводность – это способность отводить тепло, выделяющееся при работе радиокомпонента.
Уравнение установившегося процесса передачи теплоты через тело с полным термическим сопротивлением RT при разности температур на горячих и холодных поверхностях тела
-
(3.17)
где P – мощность теплового потока, т.е. количество теплоты, проходящей через тело за единицу времени.
Для плоского слоя материала значение теплового сопротивления определяется по формуле
-
(3.18)
где Т – удельное тепловое сопротивление; h – толщина слоя материала; S – площадь материала.
Величина обратная Т, называется коэффициентом теплопроводности материала (Вт/(мК)).
Расчет термического сопротивления производится по формулам, аналогичным формулам для расчета электрического сопротивления.
Величина y=/cd, где c – удельная теплоемкость, d – плотность материала, называется коэффициентом температуропроводности.
4. Температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР :
-
(3.19)
Единицей измерения αl является кельвин в минус первой степени.
3.2.3. Физические параметры
1. Гигроскопичность – это способность материала впитывать в себя влагу из окружающей среды. Оценивается относительным изменением массы материала [7]
-
,
(3.20)
где МВ – масса образца после увлажнения; МС – масса сухого образца.
2. Коэффициент влагопроницаемости П, измеряется с помощью основного уравнения влагопроницаемости
-
,
(3.21)
где М – количество паров воды, проходящее при стационарном режиме за время t сквозь участок площадью S и толщиной h; p1 и p2 – парциальные давления водяного пара с двух сторон.
3. Коэффициент влагорастворимости, a – это коэффициент пропорциональности закона Генри
-
(3.22)
где С – равновесная влажность, отнесенная к единице объема материала; р – упругость водяного пара в воздухе, с которым соприкасается материал. Единицей измерения а является сантиметр в квадрате на метр в квадрате (см2/м2).
3.3. Обзор диэлектрических материалов.
По своему функциональному назначению применяемые в радиоэлектронной аппаратуре диэлектрические материалы можно разделить на 2 большие группы: пассивные и активные диэлектрики.
К первой группе относятся материалы, которые служат, например, в конденсаторах для создания заданной ёмкости, используются качестве электрической изоляции и т.д. Активные диэлектрики отличаются от пассивных тем, что принимают участие в работе электрической схемы: в соответствующих компонентах применяются для генерации, усиления, модуляции, преобразования электрических сигналов. Обладая особыми свойствами, эти материалы способны преобразовывать один вид энергии в другой в составе активных приборов.