Полупроводник

Что такое полупроводник?

Полупроводник — это вещество, обладающее особыми электрическими свойствами, которые позволяют ему служить основой для компьютеров и других электронных устройств. Обычно это твердый химический элемент или соединение, которое проводит электричество при определенных условиях, но не проводит электричество при других. Это делает его идеальной средой для управления электрическим током и повседневными электроприборами.

Вещество, которое может проводить электричество, называется проводником, а вещество, которое не может проводить электричество, называется изолятором. Полупроводники обладают свойствами, которые находятся между проводником и изолятором. Диод, интегральная схема (ИС) и транзистор сделаны из полупроводников.

Проводимость может варьироваться в зависимости от тока или напряжения, подаваемого на управляющий электрод, или от интенсивности облучения инфракрасным (ИК), видимым светом, ультрафиолетовым или рентгеновским излучением. Конкретные свойства полупроводника зависят от добавленных в него примесей, известных как примеси.

Как работают полупроводники?

Большинство полупроводников состоят из кристаллов, состоящих из нескольких материалов. Чтобы лучше понять, как работают полупроводники, пользователи должны понимать атомы и то, как электроны организуются внутри атома. Электроны располагаются в слоях, называемых оболочками внутри атома. Самая внешняя оболочка атома известна как валентная оболочка.

Электроны в этой валентной оболочке образуют связи с соседними атомами. Такие связи называются ковалентными. Большинство проводников имеют только один электрон на валентной оболочке. Полупроводники, с другой стороны, обычно имеют четыре электрона в своей валентной оболочке.

Однако если соседние атомы имеют одинаковую валентность, электроны могут связываться с валентными электронами других атомов. Всякий раз, когда это происходит, атомы организуются в кристаллические структуры. Мы делаем большинство полупроводников с такими кристаллами, в основном с кремниевыми кристаллами.