Что такое радиоматериалы?
Каждый компонент радиосистемы состоит из какого-либо материала, каждый из которых обладает собственными характеристиками. Такие материалы называются радиоматериалами. К ним относят как неметаллы и металлы, так и их соединения (арсенид индия InAs, фосфид галлия GaP). В качестве радиоматериала применяют даже графит (углерод C). Например, этот химический элемент служит основой для графитовых резисторов.
Какие характеристики?
Каждый материал обладает своими характеристиками, в соответствии с которыми и создаётся радиокомпонент.
Немалую роль играет одна из важных физических свойств любого вещества, а именно температура плавления. По этому показателю принято металлы делить на легкоплавкие, среднеплавкие и тугоплавкие. Чем выше температура плавления у материала, тем труднее что-либо делать с ним (к примеру, плавить). Однако тугоплавкость во многих отраслях лишь привлекает конструкторов, а не отталкивает.
Так как работа радиосистем базируется на использовании электричества, важное место занимает и проводимость (См), или электропроводность. Под проводимостью понимается способность вещества проводить электрический ток. Материал тем лучше проводит электрический ток, чем выше его проводимость.
Обратной величиной предыдущей характеристики является сопротивление (R). Из двух материалов проводит ток лучше тот, чьё сопротивление является наименьшим. Стоит отметить, что веществ и простых соединений при нормальных условиях с нулевым сопротивлением на начало XXI века. Учёные лишь смогли добиться сверхпроводимости у материалов путем приближения температуры к абсолютному нулю.
Ширина запрещённой зоны (фE) характеризует энергию, необходимую для разрыва связей и освобождения электрона. По этой области значений энергии твёрдые вещества разделят на проводники (запрещённая зона отсутствует), полупроводники (3-4 эВ) и диэлектрики (4-5 эВ).
Способность электронов и дырок реагировать на внешнее воздействие называется подвижностью носителей заряда. Она характерна главным образом для металлов и полупроводников. Было замечено, что подвижность электронов превышает подвижность дырок приблизительно в 2 раза (или более). Высокая подвижность, например, электронов, позволят создавать из материала приборы, работающие в области высоких температур и частот.
Примеры радиоматериалов
Для изготовления различных диодов, транзисторов и стабилизаторов применяется кремний (Si). Этот весьма распространённый элемент является основой практически для 98% полупроводниковых схем. Он имеет высокую температуру плавления (1420 С). Однако верхний предел работы кремниевых приборов составляет всего 200 С.
В серийном производстве светодиодов зелёного, жёлтого и красного цветов применяется фосфид галлия (GaP). Материал является полупроводником. Ощутимым его недостатком является относительно быстрая деградация светового выхода при высоких плотностях тока. Фосфид галлия, к сожалению, чувствителен и к повышению температуры.
Весьма интересным материалом является антимонид индия (InSb). Он имеет не только маленькую ширину запрещённой зоны, но и очень высокую подвижность электронов. В основном его используют для производства детекторов, туннельных диодов, лазеров и тензометров.
Краткие итоги
Свойства любого радиокомпонента напрямую зависит от характеристик радиоматериала, из которого и сделан этот компонент. Большинство характеристик взаимозависимы друг от друга, что позволяет лучше анализировать материал для будущего изделия. Не зная свойств какого-либо вещества или соединения невозможно было бы создать ни работающую радиоэлектронную систему, ни резистор, ни транзистор.
Ставьте лайки, делайте репосты и не забывайте заземлять!
Подписывайтесь на наш канал!
Скидка в нашем интернет-магазине на #осциллографы и другие #измерительные #приборы по промокоду ZENPROFIT.