m và ∗ h là khối lượng hiệu dụng của electron và lỗ trống Vị trí ức Feri trong VLBD tinh khiết
2.2.4 Carbide Silic
Đây là hợp chất của các nguyên tố nhĩm IV trong bảng tuần hồn Mendeleep là Silic và cacbon (AIVBIV). Trong thiên nhiên vật liệu bán dẫn này rất ít gặp và cĩ số lượng hạn chế.
Cacbit Silic kỹ thuật được sản xuất trong các lị điện khi khử đioxit silic bằng cacbon. Màu sắc và điện dẫn của tinh thể Silic phụ thuộc vào các tạp chất và số nguyên tử thừa của Silic hay Cacbon so với thành phần hợp thức (thừa Silic thì SiC cĩ điện dẫn loại n, cịn thừa Cacbon cĩ loại p).
Các nguyên tố tạp chất ở nhĩm V (N, P, As, Sb, Bi) và sắt trong SiC làm cho nĩ cĩ màu xanh và điện dẫn loại n, các tạp chất trong nhĩm II (Ca, Be, Mg) và nhĩm III (B, Al, Ga, In) làm cho nĩ cĩ màu da trời và điện dẫn loại p. Điện dẫn của tinh thể SiC ở nhiệt độ bình thường dao động trong phạm vi rộng, điện dẫn của tinh thể SiC dạng bột phụ thuộc vào điện dẫn của các hạt nhỏ ban đầu, kích thước của các hạt, mức độ nén các hạt đĩ, điện trường và nhiệt độ.
Tính chất của tinh thể SiC
Điện dẫn của SiC khơng tuân theo định luật Ơm, nguyên nhân chủ yếu là khi tăng điện áp thì xảy ra quá trình tự giải thốt điện tử từ các mũi nhọn và cạnh sắc của các hạt bột. Hiện tượng này làm cho các khe hở được bịt kín lại và diện tích tiết diện điện trở tăng lên.
Trong kỹ thuật điện SiC được dùng để chế tạo các tấm điện trở phi tuyến của chống sét van để bảo vệ đường dây tải điện và các thiết bị điện; sản xuất các varistor điện áp thấp dùng trong các thiết bị tự động, kỹ thuật máy tính và dụng cụ điện trong xây dựng, dùng trong các lị điện nhiệt độ cao, để sản xuất các bộ phận đốt trong đèn inhitron... Varistor làm bằng các hạt SiC rời rạc khơng ổn định, dễ thay đổi đặc tính nên các hạt SiC cần gắn chặt bằng chất kết dính: varistor làm bằng SiC cĩ chất kết dính là đất sét gọi là tirit; varistor làm bằng SiC cĩ chất kết dính là thủy tinh lỏng gọi là vilit.
Thơng thường đặc tính V-A của varistor gần đúng với phương trình: U=A.Iα
Ở đây A,α là các hằng số.
Các điện trở phi tuyến varistor được sản xuất với điện áp từ 3V - 1500V, dịng điện làm việc từ 0,1mA -1000 mA. Trong kỹ thuật hiện nay varistor được sử dụng rộng rãi. Nĩ được dùng để ổn áp, làm dập tia lửa điện, nhân tần số, điều chỉnh số vịng hay đổi chiều quay động cơ, điều khiển mạch xoay chiều bằng điện áp một chiều, giải mã xung theo biên độ, điều chỉnh độ nghe rõ của thiết bị điện thoại… varistor cũng được dùng rộng rãi trong máy tính.
Cacbit silic (SiC) tốt hơn nhiều so với silic trong việc mang dịng điện trong mạch điện tử. Do vậy, nĩ cĩ thể giảm lãng phí năng lượng trong mọi thiết bị điện tử dân dụng hoặc văn phịng. Cacbit silic là một trong những vật liệu tuyệt vời nhất dành cho các thiết bị điện tử cơng suất cao.
Nĩ cũng cĩ thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn so với silic. Điều này đồng nghĩa với việc cảm biến làm bằng cacbit cĩ thể làm việc được ở nhiệt độ cao hơn nhiều. Các thanh silic được chế tạo từ carbide silic, silic tinh thể và cacbon. Chúng cĩ điện trở suất cao và chịu nhiệt tốt, được dùng làm phần tử đốt nĩng trong lị điện nhiệt độ cao. Thiết bị đốt nĩng bằng thanh silic cĩ thể dùng trong các lị điện với cơng suất khác nhau, nhiệt độ lớn nhất đến 1500oC.