Περιεχόμενο
Οι ημιαγωγοί είναι υλικά που δεν είναι ηλεκτρικά ή μονωτικά, αλλά ενεργούν μεταξύ αυτών των δύο λειτουργιών, ανάλογα με τις συνθήκες, όπως η θερμοκρασία. Η ικανότητα μεταβολής των ηλεκτρικών ιδιοτήτων των ημιαγωγών έχει φέρει επανάσταση στο σχεδιασμό και τις δυνατότητες των σύγχρονων ηλεκτρονικών, δημιουργώντας μικρότερες, ταχύτερες συσκευές. Οι ιδιότητες των ημιαγωγών εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τα στοιχεία που τα περιλαμβάνουν.
Οφέλη
Οι γυάλινοι σωλήνες κενού, που προηγήθηκαν των ημιαγωγών, προηγουμένως χρησιμοποιήθηκαν για να κατευθύνουν ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ηλεκτρονικών συσκευών, όπως ραδιόφωνα. Οι σωλήνες κενού ήταν μεγάλοι, εύθραυστοι 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 περισσότερες λειτουργίες χρησιμοποιώντας πολύ λιγότερη ενέργεια.
Διαφορετικά υλικά
Σύμφωνα με την Ένωση 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 μέσω του ντόπινγκ, το οποίο αναφέρεται στην εισαγωγή μικρών ποσοτήτων άλλων υλικών στο βασικό υλικό για τη δημιουργία ενός διαφορετικού τύπου ημιαγωγού. Ο συνδυασμός διαφορετικών ημιαγωγών επιτρέπει την προσεκτική ρύθμιση της κατεύθυνσης και της ροής των ηλεκτρικών σημάτων, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για τη σωστή λειτουργία των υπολογιστών, των τηλεοράσεων, των ραδιοφώνων και άλλων ηλεκτρονικών συσκευών.
Τύποι
Ένας εγγενής ημιαγωγός είναι αυτός που βρίσκεται στην καθαρή του κατάσταση, όπως το στοιχειώδες πυρίτιο. Το ντόπινγκ ενός εγγενούς ημιαγωγού δημιουργεί έναν εξωγενή ημιαγωγό, με διαφορετικές ιδιότητες. Ημιαγωγοί σύνθετων ή ταινιών, οι οποίοι κατασκευάζονται από το συνδυασμό δύο καθαρών ημιαγωγών υλικών, όπως το πυρίτιο και το γερμάνιο, έχουν ως αποτέλεσμα μια μεγαλύτερη ποικιλία ιδιοτήτων που μπορούν να προσαρμοστούν σε συγκεκριμένες απαιτήσεις, σύμφωνα με τη Σχολή Μηχανικών Fulton.
Επιπλέον 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 αναπτύσσεται επίσης ειδικά για το σκοπό αυτό, αν και το φυσικό πυρίτιο είναι πολύ άφθονο.
