Vad är silikonhalvledare

Vad är silikonhalvledare?

Definition av silikonhalvledare

En silikonhalvledare definieras som ett material som har en elektrisk ledningsförmåga mellan den hos en ledare och en isolator, och vars ledningsförmåga kan ändras genom att införa orenheter eller tillämpa externa fält eller ljus. Silikon är det mest använda halvledarmaterial i modern elektronik, särskilt i effektenheter, integrerade kretsar, fotovoltaiska celler och transistorer.

Termiska och elektriska egenskaper

Silikon har en hög smältpunkt och låg bandgapenergi, vilket gör det lämpligt för högtemperatur- och effektanvändning.

Doping för ledningsförmåga

Doping av silikon med orenheter skapar n-typ eller p-typ halvledare, vilket är avgörande för elektroniska enheter.

Användningar inom elektronik

• Effektenheter: Silikon används för att tillverka dioder, thyristorer, IGBT:er, MOSFET:er och andra enheter som kan hantera höga spänningar och strömmar i effektomvandling, transmission, distribution och styrsystem.

• Integrerade kretsar: Silikon används för att tillverka mikrochips som integrerar miljontals eller miljardtals transistorer och andra komponenter på en enda chip. Dessa chipp används för olika ändamål, såsom minne, logik, bearbetning, kommunikation och sensorer.

• Fotovoltaiska celler: Silikon används för att omvandla solljus till elektricitet i solceller. Silikonbaserade solceller är den vanligaste och effektivaste typen av fotovoltaiska enheter.

• Transistorer: Silikon används för att tillverka bipolära jontransistorer (BJT:er) och metall-oxidsilikon-fält-effekttransistorer (MOSFET:er), vilka är de grundläggande byggblocken i modern elektronik. Dessa transistorer kan förstärka eller växla elektriska signaler i olika kretsar och system.

Fördelar med silikon

• Det är kompatibelt med olika tillverkningsmetoder, såsom litografi, etching, doping, oxidation, deposition och bonding.

• Det har en högkvalitativ kristallin struktur och renhet, vilket minskar defekter och förbättrar prestanda.

• Det har en stor marknadsandel och ekonomi av skala, vilket sänker kostnaden och ökar tillgängligheten av silikonbaserade enheter.

• Det har en bred spektrum av tillämpningar och funktioner, vilket gör det mångsidigt och anpassningsbar till olika behov och krav.

Slutsats

En silikonhalvledare har en mellanliggande elektrisk ledningsförmåga, som kan modifieras genom doping eller externa stimuli. Det är det mest använda halvledarmaterial i modern elektronik på grund av dess tillgänglighet, hållbarhet, ledningsförmåga, kompatibilitet, kvalitet, kostnadseffektivitet och mångsidighet. Silikonhalvledare används i effektenheter, integrerade kretsar, fotovoltaiska celler, transistorer och mer, med tillämpningar inom kommunikation, beräkning, styrning, sensorer och energiomvandling.