ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเซรามิกเซมิคอนดักเตอร์

เซรามิกเซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุเซรามิกที่แสดงคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ โดยโดยทั่วไปแล้วค่าการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 10-6 ถึง 10-5 S/m เนื่องจากค่าการนำไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อตอบสนองต่อสภาวะภายนอก เช่น อุณหภูมิ แสง สนามไฟฟ้า และองค์ประกอบของบรรยากาศ เซรามิกเหล่านี้จึงสามารถแปลงการเปลี่ยนแปลงในปริมาณทางกายภาพของสิ่งแวดล้อมเป็นสัญญาณไฟฟ้า ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตองค์ประกอบการตรวจจับประเภทต่างๆ

 

ลักษณะทั่วไปของกระบวนการผลิตเซรามิกเซมิคอนดักเตอร์คือความจำเป็นของขั้นตอน "การเปลี่ยนรูปเซมิคอนดักเตอร์" การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถทำได้โดยการเติมไอออนที่มีความจุต่างกันเพื่อทดแทนไอออนบางส่วนในเฟสผลึกของโฮสต์ (เช่น BaTiO3InBa2+quiltLa3+) สิ่งนี้ทำให้เกิดข้อบกพร่องขัดแตะและสร้างระดับพลังงานของผู้บริจาคหรือตัวรับ ส่งผลให้เกิดเซรามิกเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n- หรือ p- อีกวิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมบรรยากาศการเผา อุณหภูมิการเผาผนึก และกระบวนการทำความเย็น ตัวอย่างเช่น บรรยากาศออกซิไดซ์สามารถกระตุ้นให้เกิดออกซิเจนส่วนเกิน ในขณะที่บรรยากาศที่ลดลงอาจทำให้เกิดการขาดออกซิเจน สภาวะดังกล่าวทำให้องค์ประกอบของสารประกอบเบี่ยงเบนไปจากปริมาณสัมพันธ์ จึงกระตุ้นให้เกิดพฤติกรรมของสารกึ่งตัวนำ วัสดุการตรวจจับเซรามิกเซมิคอนดักเตอร์นำเสนอกระบวนการผลิตที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ ขนาดกะทัดรัด และการใช้งานที่หลากหลาย เซรามิกวาริสเตอร์เป็นเซรามิกที่มีลักษณะเฉพาะโดยความสัมพันธ์ในปัจจุบันที่ไม่ใช่-แรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น- ตัวอย่างได้แก่ เซรามิกที่ทำจากซิลิกอนคาร์ไบด์และซิงค์ออกไซด์- ความต้านทานจะแตกต่างกันไปตามแรงดันไฟฟ้าที่ใช้: ความต้านทานจะสูงมากต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าวิกฤติ แต่จะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเกินเกณฑ์นั้น เซรามิกวาริสเตอร์ซิงค์ออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ทั่วไปในหมวดหมู่นี้ ใช้เป็นหลักสำหรับการดูดซับไฟกระชาก -การรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าสูง การจำกัดแรงดันและกระแส และการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน