Los cristales de silicio tienen menos electrones libres que los cristales de germanio. Sin embargo, los cristales de silicio no se dañan fácilmente con un calor excesivo. Las clasificaciones de voltaje inverso máximo de los diodos de silicio son mayores que las de los diodos de germanio. El Si es menos costoso debido a la mayor cantidad de elementos.
¿Por qué se prefiere el silicio al germanio?
La contracorriente en un diodo de Si está en el rango de nanoamperios. La misma corriente de retorno está en el rango de microamperios para un diodo basado en Ge. Si bien se tienen en cuenta las aplicaciones de alta potencia, los dispositivos basados en Si pueden tolerar alta potencia (más de 50 W), mientras que Ge solo puede sobrevivir a aplicaciones por debajo de 10 W.
El germanio tiene un voltaje de bloqueo de sólo 50-70 V, mientras que el Si puede soportar hasta 100 V. El silicio es relativamente fácil y económico de adquirir y procesar, mientras que el germanio es un material raro.
La estabilidad de la temperatura del silicio es buena, puede soportar un rango de temperatura típico de 140 °C a 180 °C, mientras que el germanio es sensible a la temperatura sólo hasta 70 °C. Nivel de señal de bajo voltaje. Pierde sólo 0,2 V a través de la intersección.
Puede dañarse fácilmente por voltaje o corriente excesivos y no puede manejar bien la energía.
¿Cuáles son las ventajas del silicio sobre el germanio?
Rentable: el silicio es relativamente fácil y económico de adquirir y procesar, mientras que el germanio es un material raro que normalmente se encuentra en depósitos de cobre, plomo o plata.
Debido a su rareza, trabajar con germanio es más caro, lo que hace que sea más difícil (y a veces más caro) encontrar diodos de germanio que diodos de silicio.
Baja corriente de fuga inversa: La corriente inversa en el silicio fluye en el orden de nanoamperios con respecto al germanio, en el que la corriente inversa es del orden de microamperios, de ahí la precisión de no conducción del El diodo Ge en polarización inversa disminuye.
Mientras que el diodo Si conserva en mayor medida su propiedad, es decir, deja pasar una cantidad insignificante de corriente.
Alto voltaje de ruptura inverso: El diodo de Si tiene un voltaje de ruptura inverso significativo de aproximadamente 70 a 100 V con respecto al Ge, que tiene un voltaje de ruptura inverso de aproximadamente 50 V.
Buena estabilidad de temperatura: La estabilidad de temperatura del silicio es buena, puede soportar un rango de temperatura típicamente de 140 °C a 180 °C, mientras que el germanio es sensible a temperaturas solo hasta 70 °C.
Gran corriente directa: el silicio es mucho mejor para aplicaciones de alta corriente porque tiene una corriente directa muy alta en un rango de diez amperios, mientras que los diodos de germanio tienen una corriente en estado encendido muy baja en un rango de microamperios. .
¿Por qué se suele preferir el silicio al germanio en la fabricación de dispositivos semiconductores?
El silicio abunda en la superficie terrestre y, por tanto, es más barato que el germanio. La clasificación PIV (voltaje inverso máximo) del silicio es mucho más alta que la del germanio y, por lo tanto, puede soportar temperaturas mucho más altas que el germanio.
La clasificación PIV determina cuánta resistencia puede ofrecer un diodo antes de que se rompa V (s). La banda de energía prohibida del silicio es 1,1 ev y, por lo tanto, más alta que la del germanio (0,66 ev), lo que hace que el silicio sea más estable y reduce la corriente de fuga.
La ecuación correspondiente es [I = I (0) e ^ (v / nv (t) – 1)]
El silicio puede reaccionar fácilmente con el oxígeno y produce SiO2, que se utiliza como aislante perfecto en la industria de los semiconductores como dieléctrico y en procesos de fabricación de circuitos integrados, como la difusión y la implantación de iones.
La variación de la corriente de apagado del colector con la temperatura es menor en el silicio que en el germanio.
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