На головну

Напівпровідники (слабкопровідних матеріали)

  1.  Розподіл твердих тіл на метали, діелектрики та напівпровідники в зонної теорії.
  2.  Діелектрики (електроізоляційні матеріали)
  3.  Методичні рекомендації (матеріали) для викладача
  4.  Напівпровідники з доречний електропровідністю
  5.  Напівпровідники з доречний електропровідністю. Енергетична діаграма. Формули для концентрацій основних і неосновних носіїв. Положення рівня Ферми.
  6.  Напівпровідники з власної електропровідністю

2.3.1 Загальні властивості напівпровідників

 89. Матеріали з якими характеристиками відносяться до слабкопровідних (напівпровідний)?  До слабкопровідних (напівпровідний) матеріалів відносять матеріали з питомим електричним опором, що лежить в діапазоні від 10-6 до 10+7 Ом ? м. Іншою особливістю більшості простих і складних напівпровідників є наявність забороненої зони енергій, «ширина» якої становить від 0,3 до 2 еВ. Крім того, у багатьох полупроводящіх матеріалів вольтамперная характеристика - нелінійна. До слабкопровідних матеріалами, що знайшли застосування в електроенергетиці і силовий електротехніці, відносяться: - кремній (використовується в силових випрямлячах на кремнієвих діодах); - Оксидно-цинкова кераміка (основа нелінійних обмежувачів перенапруг); - Віліт (елемент вентильного розрядника); - Бетель (матеріал для шунтуючих резисторів високовольтних вимикачів); - ЕКОМ (використовується для виготовлення резисторів і низькотемпературних нагрівачів).
 90. Що таке «варістор»?  варистором називають резистор з різко нелінійної вольтамперной характеристикою:  U I
 Для опису властивостей матеріалів і резисторів (Варисторів) з нелінійними вольтамперних характеристик використовуються такі поняття, як: - статичний опір, - динамічний опір, - коефіцієнт нелінійності.
 91. Що таке: «ста-тичні опір нелінійного резистора», «динамічний опір нелінійного резистора»?  Статичним опором нелінійного резистора, Rст в заданій точці вольтамперної характеристики називають відношення напруги на варисторі, U до току, I, Що протікає через нього: Динамічним опором нелінійного резистора Rдин називають похідну напруги по струму в заданій точці вольтамперної характеристики:
 92. Що таке «коефіцієнт нелінійності»?  Коефіцієнтом нелінійності, ? називають відношення статичного опору до динамічного: Вольтамперная характеристика нелінійного резистора описується виразом: I = BU?.

2.3.2. Полупроводящіе матеріали, що застосовуються в електроенергетиці.

 93. Назвіть склад і намалюйте вольтамперних характеристику віліта.  Віліт - це композиційний слабкопровідних матеріал, який проводить наповнювачем якого служить карбід кремнію (SiC, чорний карборунд) - дрібнодисперсний (10-2... 10-1 Мм) порошок з питомим опором менше 0,01 Ом ? м. Зерна карборунда покриті зовні тонкою плівкою окису кремнію, питомий опір якої 104... 106 Ом ? м. Зв'язкою віліта служить рідке скло (75% SiO2+ 24% Na2O + вода) з добавкою порошку крейди (CaCO3) До загальної щільності 1,48 Мг • м-3. Співвідношення компонентів: 84% - карборунд, 16% - зв'язка. Із зазначеної маси пресуються циліндричні вироби і обпікаються при температурі 380 0С.Коеффіціент нелінійності варістора з віліта лежить в межах 4,5 ... 5,6, і вольтамперная характеристика якісно виглядає наступним чином:  U IВілітовие диски использутся в вентильних розрядниках - Апаратах для захисту від перенапруг. Завдяки такій вольтамперної характеристиці струм в іскрових проміжках розрядника при відновленні в мережі нормального напруги різко знижується і гасне при проходженні через нуль. Вентильний розрядник знижує кратність перенапруг до 3,5.
 94. Намалюйте вольтамперних характеристику і розкажіть про застосування оксидно-цинкової кераміки в енергетиці.  Оксидно-цинкова керамікаскладається в основному із зерен оксиду цинку (у складі кераміки більше 96% ZnO). Вольтамперная характеристика оксидно-цинкової кераміки має коефіцієнт нелінійності ? = 15 ... 50, значення якого зменшується з ростом струму. Якісно вольтамперная характеристика ZnO виглядає наступним чином:  U IНА основі оксидно-цинкової кераміки створений принципово новий апарат - гостра ниркова недостатність - нелінійний обмежувач перенапруг. ОПН дозволяє знизити кратність перенапруг до 2 ... 2,5.
 95. Назвіть склад і діапазон значень питомої електричного опору Бетель.  Бетель (бетон електропровідний) - композиційний слабкопровідних лінійний матеріал. Проводять наповнювачем Бетель є дрібнодисперсний полікристалічний графіт з добавкою декількох відсотків сажі. Зв'язкою Бетель служить цементний камінь. Бетель, як правило, містить інертний наповнювач - пісок. Діапазон значень питомого опору Бетель: 0,01 ... 10 Ом ? м. Бетель знайшов застосування для виготовлення потужних резисторів з короткочасним режимом роботи, наприклад, для шунтування контактів високовольтного вимикача. Недоліком Бетель є швидке старіння, в результаті якого зростає опір матеріалу.
 96. Назвіть склад і діапазон значень питомої електричного опору Еком.  Еком (електропровідний композиція) - композиційний слабкопровідних лінійний матеріал. Проводять наповнювачем Еком є ??дрібнодисперсний Силіційованний графіт (графіт з невеликим вмістом карборунда -SiC). Зв'язкою Еком є ??фосфат заліза FePO4 , Одержуваний при виготовленні матеріалу в результаті реакції окису заліза Fe2O3 з ортофосфорної кислотою H3PO4. До складу Еком також входить порошок корунду (Al2O3), Який служить додатковим поглиначем і розподільником тепла, що виділяється в Еком при протіканні струму. Еком можна отримати з питомим опором від 10-3 до 106 Ом ? м. В електроенергетиці ЕКОМ використовується в низькотемпературних нагревателях і потужних резисторах, Призначених для тривалого протікання струму.

 




 Целебровскій Ю. В. |  Матеріалознавство для електриків |  Вступ |  Основні відомості про будову речовини |  Теплові властивості матеріалів |  Основні електромагнітні властивості матеріалів |  Основні механічні властивості матеріалів |  Матеріали для механічних конструкцій |  провідникові матеріали |  надпровідники |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати