Cea mai elementară definiție a unui semiconductor ar fi o componentă electrică care conduce electricitatea o parte din timp. Electricitatea este o parte esențială a vieții noastre de zi cu zi și este prezentă practic peste tot. În fiecare casă există aparate electrocasnice, televizoare, sisteme de satelit și o mare varietate de obiecte mai mici care funcționează cu energie electrică. Pentru ca aceste obiecte să funcționeze, electricitatea trebuie să ajungă la ele prin fire care permit electricitatea să circule prin ele. Un conductor este pur și simplu un material care are capacitatea de a conduce această electricitate necesară. Semiconductorii conduc, de asemenea, electricitatea, dar numai într-o măsură mai mică decât conductorii obișnuiți. Cantitatea de electricitate care este condusă depinde de tipul de material care este utilizat, precum și de amestecul și dimensiunea acestuia. Semiconductorii sunt realizați din materiale speciale care permit o conductivitate intermediară între un izolator și un conductor. Acest lucru înseamnă doar că are niște proprietăți fizice foarte unice care se află undeva între izolatori precum sticla și aluminiu precum conductorii. Un proces numit „dopaj” este utilizat pentru a adăuga impurități la semiconductorii puri, ceea ce modifică literalmente conductivitatea materialului.
.
Ce face ca semiconductorii să fie importanți?
Pentru a înțelege cât de importantă este activitatea semiconductorilor, este important să înțelegem diferența de bază dintre electronică și electricitate. Ambele sunt în anumite moduri afiliate cu energia electrică și o pot genera, transfera și utiliza. Principala diferență dintre acestea două este că electricitatea se ocupă, în principiu, de utilizarea energiei electrice în aplicații din viața reală, cum ar fi iluminatul, încălzirea sau motoarele. Electronica, pe de altă parte, se ocupă în principal de aplicații precum controlul energiei sau comunicarea. Printre exemplele de dispozitive electronice se numără termostatele, radiourile sau dispozitivele de control al vitezei motoarelor electrice. Adevărata importanță a unui semiconductor constă în faptul că aceștia pot fi atât izolatori, cât și conductori. Un semiconductor poate fi utilizat în calitate de conductor, sau de izolator. Condițiile variabile pot afecta conductivitatea unui semiconductor. Atunci când mai multe tipuri diferite de semiconductori sunt combinate, aceștia pot genera proprietăți electrice speciale în diverse dispozitive, permițând controlul unor semnale electrice specifice. Semiconductorii sunt frecvent utilizați la fabricarea dispozitivelor electronice, precum și a circuitelor integrate.
Diverse tipuri de semiconductori
Există două categorii de bază de semiconductori: Extrinseci și Intrinseci. Semiconductorii intrinseci sunt realizați din materiale foarte pure și, prin urmare, sunt conductori foarte slabi. Semiconductorii intrinseci au un număr egal de purtători negativi și pozitivi numiți electroni și, respectiv, găuri. Un semiconductor extrinsec este un semiconductor în care conductivitatea este îmbunătățită prin adăugarea de impurități, procesul de dopaj. Doparea poate produce două categorii diferite de semiconductori: cu sarcină negativă (tip n) sau cu sarcină pozitivă (tip p). Semiconductorii sunt disponibili fie sub formă de compus, fie sub formă de element. Cei mai comuni și mai de bază semiconductori sunt siliciul și germaniul. Atât semiconductorii din siliciu, cât și cei din germaniu au o structură cristalină care se numește „rețea de diamant”. Aceasta înseamnă că atomul se află în centru, iar toți vecinii săi sunt situați în jurul colțurilor tetraedrului. Există multe elemente semiconductoare pure diferite, precum și aliaje și compuși. Semiconductorii compuși prezintă un oarecare avantaj prin faptul că pot oferi o gamă foarte largă de mobilități și lacune energetice. Acest lucru înseamnă pur și simplu că materialele au calități și proprietăți care corespund unor cerințe foarte specifice. Din acest motiv, există unii semiconductori care sunt considerați a fi semiconductori cu bandă interzisă largă.
De ce sunt importante proprietățile unui semiconductor?
Semiconductorii au numeroase proprietăți pe care nu le au conductorii și izolatorii. Aceste proprietăți sunt definite de electronii care sunt capabili să treacă din banda de valență în banda de conducție sau viceversa. Unul dintre lucrurile care pot afecta un electron și îi pot da energia suplimentară pentru a face saltul în banda de conducție este temperatura. Acest lucru lasă, desigur, o gaură în banda de valență în care se afla anterior electronul. Lumina poate fi, de asemenea, un element care oferă un impuls de energie pentru a crea o pereche „electron-gaură”. Acest proces se numește absorbție. Atunci când curentul într-un semiconductor este crescut din cauza absorbției fotonilor, se numește fotoconductivitate. Fotonii au energii diferite. Fotonul este o particulă asociată cu lumina care se poate comporta fie ca o undă, fie ca o particulă.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.