மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்தி தொழில் என்ன?

குறைக்கடத்தி பொருட்களை காலவரிசைப்படி மூன்று தலைமுறைகளாக வகைப்படுத்தலாம். முதல் தலைமுறை ஜெர்மானியம் மற்றும் சிலிக்கான் போன்ற பொதுவான அடிப்படை பொருட்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை வசதியான மாறுதலால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் பொதுவாக ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. காலியம் ஆர்சனைடு மற்றும் இண்டியம் பாஸ்பைடு போன்ற இரண்டாம் தலைமுறை கலவை குறைக்கடத்திகள் முக்கியமாக ஒளிரும் மற்றும் தகவல்தொடர்பு பொருட்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகளில் முக்கியமாக கூட்டு குறைக்கடத்திகள் அடங்கும்சிலிக்கான் கார்பைடுமற்றும் காலியம் நைட்ரைடு, அத்துடன் டயமண்ட் போன்ற சிறப்பு கூறுகள். அதன் சிறந்த உடல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளுடன், சிலிக்கான் கார்பைடு பொருட்கள் படிப்படியாக சக்தி மற்றும் ரேடியோ அதிர்வெண் சாதனங்களின் துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள் மின்னழுத்தத்தைத் தாங்கும் மற்றும் அதிக சக்தி கொண்ட சாதனங்களுக்கு சிறந்த பொருட்கள். மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள் முக்கியமாக சிலிக்கான் கார்பைடு மற்றும் காலியம் நைட்ரைடு பொருட்களைக் கொண்டுள்ளன. SIC இன் பேண்ட்கேப் அகலம் 3.2EV, மற்றும் GAN இன் 3.4EV ஆகும், இது 1.12EV இல் Si இன் பேண்ட்கேப் அகலத்தை விட அதிகமாக உள்ளது. மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள் பொதுவாக பரந்த இசைக்குழு இடைவெளியைக் கொண்டிருப்பதால், அவை சிறந்த மின்னழுத்த எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை பெரும்பாலும் உயர் சக்தி சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவற்றில், சிலிக்கான் கார்பைடு படிப்படியாக பெரிய அளவிலான பயன்பாட்டில் நுழைந்துள்ளது. மின் சாதனங்கள் துறையில், சிலிக்கான் கார்பைடு டையோட்கள் மற்றும் MOSFET கள் வணிக பயன்பாட்டைத் தொடங்கியுள்ளன.

சிலிக்கான் கார்பைடுடன் செய்யப்பட்ட மின் சாதனங்கள் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான மின் சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது செயல்திறனில் அதிக நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன: (1) வலுவான உயர் மின்னழுத்த பண்புகள். சிலிக்கான் கார்பைட்டின் முறிவு மின்சார புல வலிமை சிலிக்கானை விட பத்து மடங்கு அதிகமாகும், இது சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனங்களின் உயர் மின்னழுத்த எதிர்ப்பை அதே சிலிக்கான் சாதனங்களை விட கணிசமாக அதிகமாக ஆக்குகிறது. (2) சிறந்த உயர் வெப்பநிலை பண்புகள். சிலிக்கான் கார்பைடு சிலிக்கானை விட அதிக வெப்ப கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, இது சாதனங்களுக்கு வெப்பத்தை சிதறடிப்பதை எளிதாக்குகிறது மற்றும் அதிக இறுதி இயக்க வெப்பநிலையை அனுமதிக்கிறது. உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு வெப்பச் சிதறல் அமைப்பிற்கான தேவைகளை குறைக்கும் போது சக்தி அடர்த்தியை கணிசமாக அதிகரிக்கும், இது முனையத்தை இலகுவாகவும் சிறியதாகவும் மாற்றும். (3) குறைந்த ஆற்றல் இழப்பு. சிலிக்கான் கார்பைடு சிலிக்கானை விட இரண்டு மடங்கு செறிவு எலக்ட்ரான் சறுக்கல் வீதத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனங்கள் மிகக் குறைந்த-எதிர்ப்பு மற்றும் குறைந்த இழப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. சிலிக்கான் கார்பைடு சிலிக்கான் விட மூன்று மடங்கு பேண்ட்கேப் அகலத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது சிலிக்கான் சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனங்களின் கசிவு மின்னோட்டத்தை கணிசமாகக் குறைக்கிறது, இதனால் மின் இழப்பைக் குறைக்கிறது. டர்ன்-ஆஃப் செயல்பாட்டின் போது சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனங்கள் தற்போதைய வால் இல்லை, குறைந்த மாறுதல் இழப்புகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை, மேலும் நடைமுறை பயன்பாடுகளில் மாறுதல் அதிர்வெண்ணை கணிசமாக அதிகரிக்கின்றன.

தொடர்புடைய தரவுகளின்படி, அதே விவரக்குறிப்பின் சிலிக்கான் கார்பைடு அடிப்படையிலான MOSFET களின்-எதிர்ப்பு சிலிக்கான் அடிப்படையிலான MOSFET களின் 1/200 ஆகும், மேலும் அவற்றின் அளவு சிலிக்கான் அடிப்படையிலான MOSFET களின் 1/10 ஆகும். அதே விவரக்குறிப்பின் இன்வெர்ட்டர்களுக்கு, சிலிக்கான் கார்பைடு அடிப்படையிலான MOSFET களைப் பயன்படுத்தும் அமைப்பின் மொத்த ஆற்றல் இழப்பு சிலிக்கான் அடிப்படையிலான IGBTS ஐப் பயன்படுத்துவதோடு ஒப்பிடும்போது 1/4 க்கும் குறைவாக உள்ளது.

மின் பண்புகளில் உள்ள வேறுபாடுகளின்படி, சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகளை இரண்டு வகைகளாக வகைப்படுத்தலாம்: அரை இன்சுலேடிங் சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகள் மற்றும் கடத்தும் சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகள். இந்த இரண்டு வகையான அடி மூலக்கூறுகள், பிறகுஎபிடாக்சியல் வளர்ச்சி, மின் சாதனங்கள் மற்றும் ரேடியோ அதிர்வெண் சாதனங்கள் போன்ற தனித்துவமான சாதனங்களை தயாரிக்க முறையே பயன்படுத்தப்படுகிறது. அவற்றில், அரை இன்சுலேடிங் சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகள் முக்கியமாக காலியம் நைட்ரைடு ஆர்.எஃப் சாதனங்கள், ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள் போன்றவற்றின் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கடத்தும் சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகள் முக்கியமாக மின் சாதனங்கள் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சிலிக்கான் மின் சாதனங்களின் பாரம்பரிய உற்பத்தி செயல்முறையைப் போலன்றி, சிலிக்கான் கார்பைடு மின் சாதனங்களை சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகளில் நேரடியாக புனைய முடியாது. அதற்கு பதிலாக, ஒரு சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்சியல் அடுக்கைப் பெற ஒரு சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்சியல் அடுக்கைப் பெற ஒரு சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்சியல் அடுக்கு வளர்க்கப்பட வேண்டும், பின்னர் ஷாட்கி டையோட்கள், மோஸ்ஃபெட்டுகள், ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் மற்றும் பிற மின் சாதனங்களை எபிடாக்சியல் அடுக்கில் தயாரிக்க முடியும்.