Типы, применение и примеры полупроводников

Характеристики полупроводников

Полупроводники характеризуются двойной функциональностью, энергоэффективностью, разнообразием приложений и низкой стоимостью. Наиболее характерные особенности полупроводников подробно описаны ниже:

• 
  Его реакция (проводник или изолятор) может варьироваться в зависимости от чувствительности элемента к освещению, электрическим полям и магнитным полям окружающей среды.
  
• 
  Если полупроводник подвергается низкой температуре, электроны будут удерживаться вместе в валентной зоне, и, следовательно, свободные электроны не будут возникать для циркуляции электрического тока. С другой стороны, если полупроводник подвергается воздействию повышенных температур, тепловая вибрация может влиять на прочность ковалентных связей атомов элемента, в результате чего электроны остаются свободными для электрической проводимости.
  
• 
  Проводимость полупроводников варьируется в зависимости от доли примесей или легирующих элементов в собственном полупроводнике. Например, если 10 атомов бора включены в миллион атомов кремния, это соотношение увеличивает проводимость соединения в тысячу раз по сравнению с проводимостью чистого кремния.
  
• 
  Проводимость полупроводников колеблется в диапазоне от 1 до 10-6 С. см^-1, в зависимости от типа используемого химического элемента.
  
• 
  Составные или внешние полупроводники могут обладать оптическими и электрическими свойствами, значительно превосходящими свойства собственных полупроводников. Примером этого аспекта является арсенид галлия (GaAs), преимущественно используемый в радиочастотных и других оптоэлектронных приложениях.
  

Применение полупроводников

Бытовая техника

Полупроводники присутствуют в электронных приборах, которые мы используем в нашей повседневной жизни, таких как коричневое линейное оборудование, такое как телевизоры, видеомагнитофоны, стереосистемы; компьютеры и сотовые телефоны.

Электроника

Полупроводники широко используются в качестве сырья при сборке электронных элементов, которые являются частью нашей повседневной жизни, таких как интегральные схемы.
Одним из основных элементов интегральной схемы являются транзисторы. Эти устройства выполняют функцию подачи выходного сигнала (колебательного, усиленного или выпрямленного) в зависимости от конкретного входного сигнала.

Диоды электронных схем

Кроме того, полупроводники также являются основным материалом диодов, используемых в электронных схемах для пропускания электрического тока в одну сторону.
Для диодной конструкции образуются внешние полупроводниковые соединения типа P и типа N. при чередовании электронно-донорных и несущих элементов активируется механизм равновесия между обеими зонами.
Таким образом, электроны и пустоты обеих зон пересекаются и дополняются там, где это необходимо. Это дается в двух направлениях:

• 
  Происходит перемещение электронов из зоны N-типа в зону P. зона N-типа получает преимущественно положительную зону заряда.
  
• 
  Представлен проход электронно-несущих пустот из зоны P-типа в зону N. зона P-типа приобретает преимущественно отрицательный заряд.
  

Наконец, образуется электрическое поле, которое индуцирует циркуляцию тока в одном направлении; то есть из зоны N в зону P.

Другие устройства

Кроме того, используя комбинации внутренних и внешних полупроводников, можно создавать устройства, которые выполняют функции, аналогичные вакуумной трубке, содержащей ее объем в сотни раз.
Этот тип применения применяется в интегральных схемах, таких как микропроцессорные чипы, которые охватывают значительное количество электроэнергии.