Лекция 1 МЭТ 2024 осень. Цель освоения дисциплины. Общая классификация материалов по электрофизическим свойствам

1.

Материалы
электронной техники
(МЭТ)
Холодный Дмитрий Станиславович,
к.ф-м.н., доцент МЭИ ТУ; каф. ФТЭМК

2.

Лекция 1
Материалы Электронной Техники
Введение
•Цель освоения дисциплины;
•Общая классификация
материалов по
электрофизическим свойствам.

3.

Цель освоения дисциплины
• является формирование знаний по классификации,
назначению и применению материалов электронной
техники (МЭТ);
• изучение физических процессов и явлений,
протекающих в МЭТ в различных условиях
эксплуатации;
• изучение основных электрофизических, оптических,
физико-механических характеристик материалов;
• изучение методов измерения электрофизических
характеристик в диэлектрических, проводниковых,
полупроводниковых и магнитных материалах.

4.

Материалы электронной техники всегда
применяются в комплексе
• Материалы, используемые в электронной технике (МЭТ), можно
подразделить на функциональные и конструкционные;
• Под функциональными МЭТ следует понимать материалы, которые
прежде всего обеспечивают работоспособность изделий (диодов,
транзисторов и микросхем) в элементах электронной аппаратуры;
• При использовании таких материалов в приборах и устройствах
электроники, в первую очередь, принимаются во внимание их
электрические свойства;
• В качестве примеров функциональных МЭТ можно назвать материалы
для активных элементов
полупроводниковой электроники, резистивные, конденсаторные и
электроизоляционные материалы;
• Конструкционными называются материалы, предназначенные для
изготовления корпусов и деталей различных приборов и устройств
электронной техники.

5.

План лекций (разделы курса)
1
Диэлектрические материалы
2
Проводниковые материалы
3
Магнитные материалы
4
Полупроводниковые материалы

6.

Методы контроля обучения
• 3 лабораторные работы раз в две недели по разделу 1;
• 1 контрольная работа по диэлектрическим материалам;
• 3 лабораторные работы раз в две недели по разделам 2,3,4;
• 1 контрольная работа по полупроводниковым, магнитным и
проводниковым материалам;
• Письменный или устный зачет;
• Экзамен.

7.

1.
в
КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
по удельному объемному электрическому сопротивлению ( ρ )
Проводниковые
материалы
Полупроводниковые
материалы*
Диэлектрические
материалы
СИ
ρ < 10‒5 [Ом∙м]
10‒5 – 108 [Ом∙м]
ρ > 108 [Ом∙м]
вне
систем.
ρ < 10 [микроОм∙м]
10–3 – 1010 (Ом∙см)
ρ > 106 [Ом∙см]
Кремний при Т=300 К
ρ=2000 Ом м.
Полиэтилен
ρ=1015(Ом∙см)
германий при Т=300 К
ρ=0,43Ом м.
Сапфир (Al2O3)
ρ=1015(Ом∙см)
пример
пример
Медь 0,018
микроОм∙м или
0,018 10‒6 (Ом∙м)
Нихром 1,0
(микроОм∙м)

8.

Движение электронов в металле
обеспечивают хорошую электропроводность
• электрический
ток обусловлен
движением
зарядов
(электронов)

9.

Движение электронов в металле в классическом представлении
обеспечивает протекание электрического тока
Электрического поля нет
Внешнее электрического
поле есть

10.

Количество электронов проводимости в металле (Aℓ)
1 моль
содержит
6,02*1023 атомов
В 1 моле алюминия MАℓ=26 грамм –
6,02*1023 атомов
1 см3 имеет массу dAℓ=2,7 грамм – содержит х атомов
2,7 грамм∗6,02∗1023