Les cristaux de silicium contiennent moins d’électrons libres que les cristaux de germanium. Cependant, les cristaux de silicium ne peuvent pas être facilement endommagés par une chaleur excessive. Les tensions nominales inverses de crête des diodes au silicium sont supérieures à celles des diodes au germanium. Le Si est moins cher en raison de la plus grande quantité d’éléments.
Pourquoi le silicium est-il préféré au germanium ?
Le courant de retour dans une diode Si est de l’ordre du nanoampère. Le même courant de retour est de l’ordre du microampère pour une diode à base de Ge. Bien que les applications à haute puissance soient prises en compte, les appareils basés sur Si peuvent tolérer une puissance élevée (plus de 50 W), tandis que le Ge ne peut survivre qu’à des applications inférieures à 10 W.
Le germanium a une tension de blocage de seulement 50 à 70 V, tandis que le Si peut supporter jusqu’à 100 V. Le silicium est relativement facile et peu coûteux à se procurer et à traiter, tandis que le germanium est un matériau rare.
La stabilité en température du silicium est bonne, il peut résister dans une plage de température allant généralement de 140 °C à 180 °C, tandis que le germanium n’est sensible à la température que jusqu’à 70 °C. Niveau de signal basse tension. Il ne perd que 0,2 V à l’intersection.
Il peut facilement être endommagé par une tension ou un courant excessif et ne peut pas bien gérer l’énergie.
Quels sont les avantages du silicium par rapport au germanium ?
Rentable : le silicium est relativement facile et peu coûteux à obtenir et à traiter, tandis que le germanium est un matériau rare que l’on trouve généralement dans les gisements de cuivre, de plomb ou d’argent.
En raison de sa rareté, le travail du germanium est plus coûteux, ce qui rend plus difficile (et parfois plus coûteux) la recherche de diodes au germanium que de diodes au silicium.
Faible courant de fuite inverse : Le courant inverse dans le silicium circule de l’ordre du nanoampère par rapport au germanium dans lequel le courant inverse est de l’ordre du microampère, d’où la précision de non-conduction du la diode Ge en polarisation inverse diminue.
Alors que la diode Si conserve davantage sa propriété, c’est-à-dire qu’elle laisse passer une quantité négligeable de courant.
Tension de claquage inverse élevée : La diode Si a une tension de claquage inverse importante d’environ 70 à 100 V par rapport au Ge qui a une tension de claquage inverse d’environ 50 V.
Bonne stabilité en température : La stabilité en température du silicium est bonne, il peut supporter une plage de température typiquement de 140°C à 180°C, tandis que le germanium n’est sensible à la température que jusqu’à 70°C.
Courant direct important : le silicium est bien meilleur pour les applications à courant élevé car il a un courant direct très élevé dans une plage de dix ampères, tandis que les diodes au germanium ont un courant à l’état passant très faible dans une plage de microampères. .
Pourquoi le silicium est-il généralement préféré au germanium dans la fabrication de dispositifs à semi-conducteurs ?
Le silicium est abondant à la surface de la Terre et donc moins cher que le germanium. L’indice PIV (Peak Inverse Voltage) du silicium est beaucoup plus élevé que celui du germanium et peut donc résister à des températures beaucoup plus élevées que le germanium.
L’indice PIV détermine la résistance qu’une diode peut produire avant la percée V (s). La bande d’énergie interdite du silicium est de 1,1 ev et donc supérieure à celle du germanium (0,66 ev), ce qui rend le silicium plus stable et réduit le courant de fuite.
L’équation correspondante est [I = I (0) e ^ (v / nv (t) – 1)]
Le silicium peut facilement réagir avec l’oxygène et produire du SiO2, qui est utilisé comme isolant parfait dans l’industrie des semi-conducteurs comme diélectrique et dans les processus de fabrication de circuits intégrés tels que la diffusion et l’implantation ionique.
La variation du courant de coupure du collecteur avec la température est plus faible dans le silicium que dans le germanium.
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