Περιεχόμενο
Οι ημιαγωγοί είναι υλικά που δεν είναι ηλεκτρικοί ή μονωτικοί αγωγοί, αλλά δρουν μεταξύ αυτών των δύο λειτουργιών, ανάλογα με τις συνθήκες, όπως η θερμοκρασία. Η δυνατότητα αλλαγής των ηλεκτρικών ιδιοτήτων των ημιαγωγών έχει φέρει επανάσταση στο σχεδιασμό και τις δυνατότητες των σύγχρονων ηλεκτρονικών, δημιουργώντας μικρότερες και ταχύτερες συσκευές. Οι ιδιότητες των ημιαγωγών εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τα στοιχεία που τα αποτελούν.
Οφέλη
Οι σωλήνες από γυαλί κενού, οι οποίοι προηγούνται των ημιαγωγών, χρησιμοποιούσαν για να κατευθύνουν το ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ηλεκτρονικών συσκευών, όπως είναι τα ραδιόφωνα. Οι σωλήνες κενού ήταν μεγάλες, εύθραυστες και δύσκολο να χειριστούν σε σύγκριση με τους ημιαγωγούς, σύμφωνα με το FactsonFile.com. Οι ηλεκτρικές ιδιότητες των ημιαγωγών παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1870 και αποτελούν τη βάση του ολοκληρωμένου κυκλώματος, το οποίο είναι επίσης γνωστό ως τσιπ υπολογιστή. Τα τσιπ είναι πολύ μικρότερα από τους σωλήνες κενού και μπορούν να εκτελέσουν πολλές ακόμα λειτουργίες χρησιμοποιώντας πολύ λιγότερη ισχύ.
Διαφορετικά υλικά
Σύμφωνα με τον Σύνδεσμο Βιομηχανιών Ημιαγωγών, το πιο κοινό στοιχείο που χρησιμοποιείται στους ημιαγωγούς είναι το πυρίτιο. Στην καθαρή του κατάσταση, το πυρίτιο είναι σχεδόν μονωτικό. Ωστόσο, η ηλεκτρική αγωγιμότητά του μπορεί να αυξηθεί με το ντόπινγκ, το οποίο αναφέρεται στην εισαγωγή μικρών ποσοτήτων άλλων υλικών στο υλικό βάσης για να δημιουργηθεί ένας διαφορετικός τύπος ημιαγωγού. Ο συνδυασμός των διαφόρων ημιαγωγών επιτρέπει την προσεκτική ρύθμιση της κατεύθυνσης και της ροής των ηλεκτρικών σημάτων, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τη σωστή λειτουργία των υπολογιστών, των τηλεοράσεων, των ραδιοφώνων και άλλων ηλεκτρονικών συσκευών.
Τύποι
Ένας εγγενής ημιαγωγός είναι αυτός που είναι στην καθαρή του κατάσταση, όπως το στοιχειακό πυρίτιο.Το Dopar ένα εγγενές ημιαγωγό δημιουργεί ένα εξωγενές ημιαγωγό με διαφορετικές ιδιότητες. Οι σύνθετοι η ημιαγωγοί μπάντας, που κατασκευάζονται από το συνδυασμό δύο καθαρών υλικών ημιαγωγών, όπως το πυρίτιο και το γερμάνιο, έχουν ως αποτέλεσμα μια ευρύτερη ποικιλία ιδιοτήτων που μπορούν να προσαρμοστούν στις συγκεκριμένες απαιτήσεις, σύμφωνα με την Fulton School of Engineering.
Πρόσθετες πληροφορίες
Ακριβώς όπως το ντόπινγκ με ελάχιστες ποσότητες βορίου ή φωσφόρου χρησιμοποιείται για τη δημιουργία σκόπιμων τροποποιήσεων σε ημιαγωγό πυριτίου, η μόλυνση από ανεπιθύμητες ακαθαρσίες προκαλεί ανεπιθύμητες αλλαγές στις ηλεκτρικές ιδιότητες, οι οποίες μπορεί να είναι σοβαρές. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ημιαγωγοί πρέπει να κατασκευάζονται υπό προσεκτικά ελεγχόμενες συνθήκες. Το πυρίτιο που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ημιαγωγών είναι επίσης ειδικά καλλιεργημένο για το σκοπό αυτό, αν και το φυσικό πυρίτιο είναι πολύ άφθονο.