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उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए विशेष अर्धचालक सामग्री की आवश्यकता होती है जो अत्यधिक तापीय स्थितियों के तहत विश्वसनीय रूप से संचालित हो सकती है। उचित सामग्री का चयन करना और सटीक गणना करना इन अर्धचालकों को प्रदर्शन और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक कदम हैं।
उच्च तापमान अर्धचालकों के लिए सामग्री चयन
उच्च तापमान अर्धचालकों में उपयोग की जाने वाली सामग्री में व्यापक बैंड अंतराल, उच्च तापीय स्थिरता और उच्च तापमान पर अच्छी विद्युत गुण होना चाहिए। आम विकल्प में सिलिकॉन कार्बाइड (SiC), गैलियम नाइट्राइड (GaN), और हीरे शामिल हैं। ये सामग्री पारंपरिक सिलिकॉन आधारित अर्धचालकों की तुलना में उच्च तापमान का सामना कर सकती हैं।
प्रमुख सामग्री गुण
- Band Gap:] वाइड बैंड अंतराल चार्ज वाहक की थर्मल पीढ़ी को कम करते हैं।
- ]Thermal चालकता: उच्च तापीय चालकता गर्मी को कुशलतापूर्वक समाप्त करने में मदद करती है।
- Breakdown वोल्टेज: उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज उच्च वोल्टेज पर आपरेशन सक्षम।
- ]Thermal स्थिरता: उच्च तापमान पर गिरावट का प्रतिरोध।
उच्च तापमान प्रदर्शन के लिए गणना
डिजाइनिंग अर्धचालकों में पैरामीटर जैसे कि आंतरिक वाहक एकाग्रता, गतिशीलता और ब्रेकडाउन वोल्टेज को उच्च तापमान पर गणना करना शामिल है। ये गणना उपकरण व्यवहार की भविष्यवाणी करने में मदद करती है और परिचालन स्थितियों के तहत विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।
आंतरिक वाहक एकाग्रता
आंतरिक वाहक एकाग्रता तापमान के साथ बढ़ जाती है, चालकता को प्रभावित करती है। यह समीकरण का उपयोग करके अनुमान लगाया जा सकता है:
n]i]] = A × T]3/2] × e]]]]]]]]]]]/2kT]]]]]
ब्रेकडाउन वोल्टेज गणना
ब्रेकडाउन वोल्टेज भौतिक गुणों और डिवाइस ज्यामिति पर निर्भर करता है। इसे निम्नलिखित द्वारा अनुमोदित किया जा सकता है:
V]BD]]]BD]]BD × d]]]]