Видове полупроводникови материали

Класификация на проводниковите материали Метали и сплави с висока проводимост Резистивни материали Припои и флюсове Метали и сплави за контакти Термоустойчиви сплави Метали и сплави за термодвойки мед, алуминий, благородни метали изолирани проводници проводнициза трансформатори метализациянапечатниплатки Диелектрик, Проводник, Електролит вентилатори, радиатори, електролитни кондензатори Злато, Интегрални схеми, резистори, съпротивление нагревателни елементи

Схема с приложена таблица – два материала в един файл, които заедно покриват както класификацията на полупроводниците, така и основните им параметри. Класификацията е изградена като дърво с четири нива. От общото понятие тръгват две направления, като едното е разгърнато нататък, а другото е дадено само като категория. Следващото ниво разделя материалите според вътрешния им строеж, а от него излизат три групи, които представляват сърцевината на схемата. Първата група е разгърната с три химични елемента, посочени с наименование и с химичен символ. Втората е най-обширна и обхваща химичните съединения, подредени по типа на съставящите ги елементи. Обособени са три класа, всеки означен с общоприетата си формула. При първия са изброени три подгрупи съединения, като за всяка са дадени по три конкретни вещества с формулите им. При втория подгрупите са четири, три от които също с по три представителя. При третия е посочено едно съединение. Третата група е представена като категория, без разгръщане. В долния десен ъгъл е поместена таблица с параметрите на четири от най-използваните полупроводникови материала. За всеки от тях са дадени пет величини: широчина на забранената зона, подвижност на електроните и на дупките, специфично съпротивление и температура на топене, с посочени мерни единици. Схемата и таблицата са изчертани прегледно и с разделителна способност, подходяща за разпечатване или за вмъкване в презентация. Материалът е подходящ за подготовка за изпит или за колоквиум по електротехнически материали, полупроводникова техника и материалознание, за наваксване на пропусната лекция и за бърза справка при решаване на задачи. Основното му предимство е съчетаването на двата типа информация. Класификацията отговаря на въпроса какви видове полупроводници съществуват, а таблицата – с какви стойности работим при конкретните материали. Обикновено тези две неща се търсят на различни места, а тук са на една страница. Ценно е и последователното изписване на химичните формули. Всяко изброено съединение е дадено с формулата си, което позволява схемата да се използва и при задачи, изискващи точно означение, а не само наименование. Полезна е и логиката на подреждането по класове съединения. Тя показва, че групирането не е случайно, а следва принадлежността на съставящите елементи, и така прави дългия списък много по-лесен за запомняне. Схемата върши работа и като план за устен отговор – нивата се проследяват отгоре надолу, а таблицата дава готовите числени данни за финалната част на изложението.

Нагледна схема, която подрежда диелектричните материали в цялостна класификация и показва връзките между отделните групи на един поглед. Изложението започва от общото понятие и се разклонява на две основни направления – органични и неорганични материали. Всяко от тях се разделя допълнително, като разклоненията слизат до конкретни вещества с посочени наименования, а при част от тях – и с химичен състав. При органичните диелектрици схемата отделя две подгрупи. Първата обхваща основните полимери, разпределени според честотния диапазон, в който се прилагат, като за всяка от двете категории са изброени по четири конкретни материала с техните технически и търговски названия. Втората подгрупа е на композиционните диелектрици с трите ѝ разклонения, като при едно от тях допълнително са посочени три вида според предназначението и свойствата – с общо предназначение, с повишена топлоустойчивост и с малки диелектрически загуби, всеки със съответните представители. При неорганичните материали схемата разграничава керамики и стъкла. Керамиките са разделени според приложението си на две групи. За едната са изброени четири вида с точен химичен състав и с процентно съотношение при един от тях. За другата са дадени две разновидности според температурната стабилност и според стойността на относителната диелектрична проницаемост, с посочени конкретни материали. Стъклата са представени с три вида според съдържанието на алкали и на тежки оксиди. Схемата е чертана прегледно, с ясни рамки, стрелки и подравнени нива, и е с достатъчна разделителна способност за разпечатване или за поставяне в презентация. Материалът е подходящ за подготовка за изпит или за колоквиум по електротехнически материали и материалознание, за наваксване на пропусната лекция, за упражнение и за самостоятелна проверка на знанията. Основното му предимство е нагледността. Класификация с толкова много подразделения се запомня трудно от текст, но лесно от схема – йерархията се вижда веднага и се възстановява по памет с помощта на разположението. Ценно е и присъствието на конкретните представители. Схемата не се ограничава до групите, а слиза до отделните материали, така че върши работа и при задачи, изискващи да се даде пример за определен вид диелектрик. Полезни са и посочените химични формули и състави. Те свързват класификацията с материалознанието и позволяват схемата да се използва като бърза справка при решаване на задачи или при подготовка на реферат. Материалът може да служи и като опорен план при устен отговор – достатъчно е разклоненията да се проследят отляво надясно, за да се получи пълно и подредено изложение по темата.

Най-надеждната подготовка за изпит по материалознание минава през реални изпитни варианти, при това решени. Материалът събира точно такива – пет попълнени изпитни листа по дисциплината, заснети в 25 страници, включително примерни варианти 1, 2 и 3, както и два от текущите варианти на изпита. Всеки вариант следва единна структура: бланка с полета за група, име, факултетен номер и дата, таблица за отчитане на точките по раздели с максимум 100 точки за целия тест, и четири тематични раздела, всеки от които носи различна тежест в крайната оценка. Броят на въпросите варира, но всеки вариант съдържа над 30 задачи, като до всяка от тях е обозначена присъдената стойност в точки. Разделите обхващат основните направления от курса. Първият е посветен на поляризацията и загубите в диелектричните материали или на проводниковите свойства според варианта. Вторият разглежда полупроводниковите или магнитните свойства на материалите. Третият е насочен към диелектричните, магнитните или полупроводниковите материали, а четвъртият – към резисторите и кондензаторите като елементи. Типовете задачи са разнообразни: въпроси с посочване на верен отговор, включително такива с повече от един верен отговор; задачи за избор на правилната формула и описание на всички величини в нея заедно с техните дименсии; попълване на пропуснат текст; изчертаване и обяснение на графични зависимости и характеристики; анализ на таблични данни за германий и силиций; означаване на елементи върху дадени схеми и диаграми; изчертаване на конструкции и еквивалентни схеми. Отговорите са нанесени директно върху изпитните листове – отбелязани верни варианти, изписани формули, дефиниции, графики и схеми, както и пояснения в полетата. На места е приложен и допълнителен ръкописен препис с по-подробно решение. Материалът е подходящ за подготовка за изпит, за проверка на собствените решения и за придобиване на реална представа за формàта, обхвата и разпределението на точките в изпитния тест.

Девет страници, на които е събрано онова, което наистина се пита. Определение, формула, означения, и толкова. Без увод и без разтягане. Записки по материалознание, обхващащи целия курс. Какво съдържат Пет големи дяла, подредени по реда на изучаване. Първият и най-обемен е за диелектриците. Започва с широчината на забранената зона при трите типа материали, което веднага дава критерия за разграничаването им. После вървят поляризацията с формулите за нея, времето за реакция, доменната структура и температурата, при която тя изчезва, пиезоефектът с израза за него. Отделно са разгледани токовете: поляризационен и утечен, с обяснение какво означава всеки за качеството на материала, както и изолационното съпротивление. Следва поведението в променливо поле с изразите за интензитет, индукция и ток. Най-подробна е частта за загубите. Въведен е ъгълът на диелектричните загуби, дадени са активните и специфичните загуби, после загубите от електропроводимост и йонизационните загуби, както и последователната еквивалентна схема с връзките между двете схеми и опростяването при добри диелектрици. Дялът завършва с пробива, диелектричната якост, топлоустойчивостта и коефициента на топлопроводимост. Вторият дял е за проводниците. Съдържа определението, двата вида проводимост с примери, разпределението на Ферми и Дирак, зависимостта на съпротивлението от температурата с температурния коефициент, контактната потенциална разлика, термоелектродвижещото напрежение и ефекта, свързан с него, с приложението му в термодвойките. Накрая са двата начина за пренасяне на топлина в твърдото тяло и влиянието на примесите. Третият дял е за полупроводниците: собствени и примесни, генерация на токоносители, концентрации, положение на нивото на Ферми, двата типа проводимост и преходът между тях. Четвъртият е за магнитните свойства: трите групи материали по магнитна възприемчивост, областите на намагнитване, хистерезисният цикъл, магнитната енергия и разликата между двата вида магнитни материали с приложенията им. Петият дял е за електронните елементи. Съдържа класификацията им по четири признака, после резисторите с видовете и параметрите им, термисторите с двата типа и поведението им, варисторите, фоторезисторите и накрая кондензаторите с предназначението, видовете и пълния списък параметри. Как са направени Телеграфно и по същество. Всяка формула е придружена с разчитане на означенията. Там, където е важно, е добавено по едно изречение какво следва от написаното, например как се изменя дадена величина с температурата или кой вид загуби е основен при постоянно поле. Записките са предназначени за бърза справка, а не за първо запознаване с материята. Най-добре работят след лекциите, когато темата вече е чута и трябва да бъде подредена. За учащия: цялата дисциплина, сведена до формулите и определенията. Подходящи за подготовка за изпит, за бърз преговор, за справка при решаване на задачи и за самопроверка. За преподавателя: готов преглед на материала, по който лесно се съставят въпроси за изпитване.

Класификация на диелектричните материали Основни полимерни диелектрични материали Високочестотни полимерни диелектрични материали Нискочестотни полимерни диелектрични материали Композиционни диелектрични материали Компаунди Електроизолационни лакове Керамики Изолаторни керамики Кондензаторни керамики Стъкла Органични, Неорганични Основни полимери, Композиционни диелектрици Неполярни молекули полиетилен, полипропилен, полистирол, политетрафлуоретилен (тефлон) поливинилхлорид, поликарбонат, полиуретан, полиетилентерефталат (хостафан хостафан) Лакове, пластмаси Кристална фаза, Аморфна фаза, Газова фаза