Sisältö
Puolijohteet ovat materiaaleja, jotka eivät ole sähköisiä tai eristäviä johtimia, mutta toimivat näiden kahden toiminnon välillä olosuhteista, kuten lämpötilasta riippuen. Kyky muuttaa puolijohteiden sähköisiä ominaisuuksia on mullistanut nykyaikaisen elektroniikan suunnittelun ja kyvyt luomalla pienempiä, nopeampia laitteita. Puolijohteiden ominaisuudet riippuvat suurelta osin niitä sisältävistä elementeistä.
Edut
Puolijohteita edeltäviä tyhjiölasiputkia käytettiin aiemmin sähkövirran ohjaamiseen elektronisten laitteiden, kuten radioiden, kautta. Tyhjiöputket olivat suuria, hauraita ja vaikeasti käsiteltäviä verrattuna puolijohteisiin FactsonFile.comin mukaan. Puolijohteiden sähköiset ominaisuudet havaittiin ensimmäisen kerran 1870-luvulla, ja ne ovat perustana integroidulle piirille, joka tunnetaan myös nimellä tietokoneen siru. Sirut ovat paljon pienempiä kuin tyhjiöputket ja ne voivat suorittaa paljon enemmän toimintoja käyttämällä paljon vähemmän energiaa.
Erilaisia materiaaleja
Semiconductor Industry Associationin mukaan puolijohteissa yleisimmin käytetty elementti on pii. Puhtaassa tilassaan pii on melkein eriste. Sen sähkönjohtavuutta voidaan kuitenkin lisätä dopingilla, mikä viittaa pienien määrien muiden materiaalien lisäämiseen perusmateriaaliin erityyppisen puolijohteen luomiseksi. Erilaisten puolijohteiden yhdistelmä mahdollistaa sähköisten signaalien suunnan ja virtauksen säätämisen huolellisesti, mikä on elintärkeää tietokoneiden, televisioiden, radioiden ja muiden elektronisten laitteiden moitteettoman toiminnan kannalta.
Tyypit
Sisäinen puolijohde on puhtaassa tilassaan, kuten alkeispii. Sisäisen puolijohteen dopingilla luodaan ulkoinen puolijohde, jolla on erilaiset ominaisuudet. Komposiitti- tai nauhapuolijohteet, jotka on valmistettu kahden puhtaan puolijohdemateriaalin, kuten piin ja germaniumin, yhdistelmästä, johtavat suurempaan valikoimaan ominaisuuksia, jotka voidaan mukauttaa erityisvaatimuksiin Fulton School of Engineeringin mukaan.
Lisäinformaatio
Aivan kuten seostamista vähäisillä määrillä booria tai fosforia käytetään piipuolijohteiden tahallisten muutosten luomiseen, ei-toivottujen epäpuhtauksien aiheuttama kontaminaatio aiheuttaa ei-toivottuja muutoksia sähköisissä ominaisuuksissa, mikä voi olla vakavaa. Tästä syystä puolijohteet on valmistettava huolellisesti valvotuissa olosuhteissa. Puolijohteiden valmistukseen käytettyä piitä kasvatetaan myös tätä tarkoitusta varten, vaikka luonnollista piitä onkin runsaasti.
