Физические процессы в полупроводниках и их свойства. Термоэлектрические явления в полупроводниках, страница 2

На рис.10.2. дана классификация полупроводников по составу и свойствам. К основным признакам классификации можно отнести механизм электропроводности. В соответствии с этим полупроводники делятся на полупроводники типа n, которые имеют электронную электропроводность, и полупроводники типа p, которые имеют дырочную электропроводность. При такой классификации решающее значение имеет преобладающий тип свободных носителей заряда. Указанная классификация относится к примесным (несобственным) полупроводникам, которые в основном применяются в технической практике. Характер их электропроводности, а следовательно, и их принадлежность к какой-либо из указанных групп зависят от характера примеси. Беспримесный (собственный) полупроводник, или полупроводник типа i, т.е. совершенно чистый полупроводник без дефектов кристаллической решетки, имеет одинаковую концентрацию электронов и дырок, а поэтому не относится ни к типу n, ни к типу p.

Другим важным признаком для классификации является химический состав. Различаются органические и неорганические полупроводники, причем в настоящее время в технике используются преимущественно неорганические полупроводники. Неорганические полупроводники делятся по количеству входящих в их состав элементов на бинарные, тройные и т.д. Отдельные элементы, входящие в соединение, различаются по принадлежности к группам Периодической системы элементов.

Полупроводники можно классифицировать и в соответствии с их структурой. Главными группами при этом являются кристаллические и аморфные полупроводники. Кристаллические полупроводники можно ещё дальше подразделять по типу их элементарной кристаллической ячейки.

Часто полупроводниковые материалы подразделяются  и по их применению. Приведем лишь некоторые из особенностей полупроводниковых материалов, исходя из которых, их относят к самым перспективным материалам:

1.  Полупроводники отличаются стабильностью свойств в различных условиях эксплуатации.

2.  Свойствами полупроводников можно в значительной степени управлять  путем изменения как состава, так и структуры материалов.

3.  Полупроводники можно изготавливать в форме тонкоплёночных структур, в которых они совместимы с другими материалами.

4.  Полупроводниковые приборы потребляют мало энергии. Они имеют малые размеры и массу. Их работоспособность мало зависит от многих внешних факторов, а потому они надёжно работают в различных эксплуатационных условиях. Они могут использоваться в широком диапазоне частот переменного электрического поля. Механические факторы мало влияют на работоспособность полупроводниковых приборов.

5.  Полупроводниковые приборы делают возможным непосредственное преобразование тепловой, световой и ядерной энергии в электрическую.

6.  Полупроводники позволяют преобразовывать ультрафиолетовое излучение в видимое, аккумулировать световую энергию солнца в течение дня и  использовать её ночью.

7.  Ряд полупроводников (ферриты) имеют магнитные свойства, представляющие интерес для практического использования.

8.  Некоторые полупроводники (сегнетоэлектрики) имеют диэлектрические свойства, представляющие интерес для практического использования.

9.  Многие свойства полупроводников более чувствительны к действию различных внешних факторов относительно свойств других материалов, а потому полупроводники лучше выполняют многие функции, чем другие материалы.

10.Благодаря электронному механизму электропроводности полупроводников они в эксплуатации не изменяют своего состава.  Процессы старения в полупроводниках не проявляются.

11.Сырьё для получения полупроводниковых материалов имеется в природе в достаточном количестве.

12.Применение полупроводников выгодно с экономической точки зрения.

13.Во многих случаях полупроводники являются незаменимыми материалами, и без их применения многие технические решения были бы невозможны.