потребностями в компьютерах, коммуникационном оборудовании, военной электронике и в бытовой электронной технике. Увеличение потребности в технике обеспечит возможности работы, возникнет необходимость в замене техников, которые получили повышение, ушли на другую работу или вообще ее оставили.

Глава 19. ОСНОВЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Перечислить полупроводниковые материалы.

• Дать определение ковалентной связи.

• Описать процесс легирования для получения полупроводниковых материалов п-типа и р-типа.

• Объяснить, как легирование поддерживает ток в полупроводниковых материалах.

Полупроводники являются основными компонентами электронного оборудования. Наиболее часто используются полупроводниковые диоды (для выпрямления сигналов), транзисторы (используются для усиления сигналов) и интегральные микросхемы (используются для переключения схем или усиления сигналов). Основная функция полупроводниковых приборов - управление напряжением или током для получения желаемого результата.

Полупроводники имеют следующие преимущества:

• Малые размеры и вес.

• Низкую потребляемую мощность при низком напряжении.

• Высокий коэффициент полезного действия.

• Высокую надежность.

• Способность работать в сложных условиях.

• Немедленно начинают работать при включении питания.

• Недорогое массовое производство.

Полупроводники имеют следующие недостатки:

• Высокую восприимчивость к изменениям температуры.

• Для стабилизации режима необходимы дополнительные компоненты.

• Легко повреждаются (при превышении допустимых пределов по току или напряжению, при перемене полярности питающего напряжения, от перегрева при пайке).

19-1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВОЙСТВА ГЕРМАНИЯ И КРЕМНИЯ

Проводимость полупроводниковых материалов лежит между проводимостью изоляторов и проводников. Чистыми полупроводниковыми элементами являются углерод (С), германий (Ge) и кремний (Si). Наиболее подходят для применения в электронике германий и кремний.

Германий - это хрупкий серовато-белый элемент, открытый в 1886 году. Порошкообразную двуокись германия получают из золы некоторых сортов угля. Из этого порошка получают твердый чистый германий.

Кремний был открыт в 1823 году. Он широко распространен в земной коре в виде белого или иногда бесцветного соединения - двуокиси кремния. Двуокисью кремния богат песок, кварц, агат и кремень. Из двуокиси кремния химическим путем получают чистый кремний. Кремний является наиболее широко используемым полупроводниковым материалом.

Ядро

Электрон

14 электронов на орбитах

Рис. 19-1. Атомная структура кремния.