Що таке кремнієвий напівпровідник?

Що таке кремнієвий напівпровідник?

Визначення кремнієвого напівпровідника

Кремнієвий напівпровідник визначається як матеріал, електропровідність якого знаходиться між електропровідністю провідника та ізолятора, і який можна змінити, вводячи домішки або застосовуючи зовнішні поля чи світло. Кремній є найширше використовуваним напівпровідниковим матеріалом у сучасній електроніці, особливо в пристроях живлення, інтегральних схемах, фотоелектричних елементах та транзисторах.

Теплові та електричні властивості

Кремній має високу температуру плавлення та низьку ширину забороненої зони, що робить його прийнятним для високотемпературних та потужних застосувань.

Додавання домішок для провідності

Додавання домішок до кремнію створює n-тип або p-тип напівпровідники, необхідні для електронних пристроїв.

Застосування в електроніці

• Пристрої живлення: Кремній використовується для виготовлення діодів, тирістрів, IGBT, MOSFET та інших пристроїв, які можуть обробляти високі напруги та струми у системах перетворення, передачі, розподілу та контролю живлення.

• Інтегральні схеми: Кремній використовується для виготовлення мікрочипів, які інтегрують мільйони або мільярди транзисторів та інших компонентів на одному чипі. Ці чипи використовуються для різних цілей, таких як пам'ять, логіка, обробка, комунікація та спостереження.

• Фотоелектричні елементи: Кремній використовується для перетворення сонячного світла на електричну енергію у сонячних батареях. Сонячні батареї на основі кремнію є найпоширенішими та найефективнішими типами фотоелектричних пристроїв.

• Транзистори: Кремній використовується для виготовлення біполярних транзисторів (BJT) та металево-оксидних-полупровідникових полевих транзисторів (MOSFET), які є базовими елементами сучасної електроніки. Ці транзистори можуть підсилювати або переключати електричні сигнали у різних схемах та системах.

Переваги кремнію

• Він сумісний з різними технологіями виробництва, такими як літографія, травлення, допінг, окислення, осадження та зварювання.

• Він має високоякісну кристалічну структуру та чистоту, що зменшує дефекти та покращує продуктивність.

• Він має велику частку ринку та економію масштабу, що знижує вартість та збільшує доступність пристроїв на основі кремнію.

• Він має широкий спектр застосувань та функцій, що робить його універсальним та пристосованим до різних потреб та вимог.

Висновок

Кремнієвий напівпровідник має середню електропровідність, яку можна змінити за допомогою допінгу або зовнішніх стимулів. Він є найширше використовуваним напівпровідником у сучасній електроніці через його доступність, довговічність, провідність, сумісність, якість, економічність та універсальність. Кремнієві напівпровідники використовуються у пристроях живлення, інтегральних схемах, фотоелектричних елементах, транзисторах та багатьох інших пристроях, з застосуванням у комунікації, обчислюванні, контролю, спостереженні та перетворенні енергії.