Den mest grundläggande definitionen av en halvledare är en elektrisk komponent som leder elektricitet en del av tiden. Elektricitet är en viktig del av vår vardag och finns praktiskt taget överallt. I varje hem finns det apparater, TV-apparater, satellitsystem och ett stort antal mindre föremål som drivs av elektricitet. För att dessa föremål ska fungera måste elektriciteten nå dem genom ledningar som låter elektriciteten flöda genom dem. En ledare är helt enkelt ett material som har förmågan att leda denna nödvändiga elektricitet. Halvledare leder också elektricitet, men endast i mindre utsträckning än vanliga ledare. Mängden elektricitet som leds beror på vilken typ av material som används samt på dess blandning och storlek. Halvledare är tillverkade av speciella material som möjliggör en mellanledningsförmåga mellan en isolator och en ledare. Detta innebär bara att det har några mycket unika fysiska egenskaper som ligger någonstans mellan isolatorer som glas och aluminium som ledare. En process som kallas ”dopning” används för att lägga till föroreningar till rena halvledare, vilket bokstavligen förändrar materialets ledningsförmåga.
.
Vad gör halvledare viktiga?
För att förstå hur viktigt jobbet med halvledare är är det viktigt att förstå den grundläggande skillnaden mellan elektronik och elektricitet. Båda har på sätt och vis anknytning till elektrisk energi och kan generera, överföra och utnyttja den. Den främsta skillnaden mellan dessa två är att elektricitet i grunden handlar om att använda elektrisk energi i verkliga tillämpningar som belysning, uppvärmning eller motorer. Elektronik, å andra sidan, handlar främst om tillämpningar som kraftkontroll eller kommunikation. Exempel på elektroniska anordningar är termostater, radioapparater eller hastighetsregulatorer för elmotorer. Den verkliga betydelsen av en halvledare är att de kan vara både isolatorer och ledare. En halvledare kan användas som ledare eller isolator. Olika förhållanden kan påverka en halvledares ledningsförmåga. När flera olika typer av halvledare kombineras kan de generera speciella elektriska egenskaper i olika apparater genom att möjliggöra kontroll av specifika elektriska signaler. Halvledare används ofta vid tillverkning av elektroniska apparater samt integrerade kretsar.
Varianta typer av halvledare
Det finns två grundläggande kategorier av halvledare: Extrinsikala och intrinsikala. Egentliga halvledare är tillverkade av mycket rena material och är därför mycket dåliga ledare. De inneboende halvledarna har lika många negativa och positiva bärare som kallas elektroner respektive hål. En extrinsisk halvledare är en halvledare där ledningsförmågan förbättras genom tillsats av föroreningar, dopningsprocessen. Dopning kan ge två olika kategorier av halvledare: negativ laddning (n-typ) eller positiv laddning (p-typ). Halvledare finns antingen som en förening eller som ett grundämne. De vanligaste och mest grundläggande halvledarna är kisel och germanium. Både kisel- och germaniumhalvledare har en kristallin struktur som kallas ”diamantgitter”. Detta innebär att atomen befinner sig i centrum och att alla dess grannar är placerade runt hörnen av tetraedern. Det finns många olika halvledare av rena element samt legeringar och föreningar. Halvledare i föreningar har en viss fördel eftersom de kan erbjuda ett mycket brett spektrum av rörligheter och energiläckor. Detta innebär helt enkelt att materialen har kvaliteter och egenskaper som motsvarar mycket specifika krav. Av denna anledning finns det vissa halvledare som anses vara halvledare med bred bandgap.
Varför är egenskaperna hos en halvledare viktiga?
Halvledare har många egenskaper som ledare och isolatorer inte har. Dessa egenskaper definieras av elektroner som kan hoppa från valansbandet över till ledningsbandet eller vice versa. En av de saker som kan påverka en elektron och ge den extra energi för att göra hoppet över till ledningsbandet är temperaturen. Detta lämnar naturligtvis också ett hål i valensbandet där elektronen tidigare var placerad. Ljus kan också vara ett element som ger en energikick för att skapa ett ”elektron-hål”-par. Denna process kallas absorption. När strömmen i en halvledare ökar på grund av absorptionen av fotoner kallas det för fotokonduktivitet. Fotoner har olika energier. Fotonen är en partikel som förknippas med ljus och som kan uppträda antingen som en våg eller en partikel.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.