Puslaidininkiai
yra unikalios medžiagos: kietosios medžiagos, kurių elektrinis laidumas gali būti
keičiamas sąmoningai, dažniausiai dinamiškai (grįžtamai). Jie
buvo naudojami puslaidininkiniams įtaisams gaminti, o tai atvedė į informacijos amžių
XX amžiaus pabaigos. Šiandien šios medžiagos yra visur ir
ir toliau įsiskverbia į daugumos žmonių kasdienį gyvenimą.
Įrenginiai
pagaminti iš puslaidininkių, apima pavaras ir valdymo sistemas automobiliuose,
Visų rūšių MP3 grotuvai, mobilieji telefonai ir kompiuteriai. Šios medžiagos
neabejotinai yra viena iš svarbiausių XX amžiaus technologijų,
ir jie tebėra pagrindinis išsivysčiusių ekonomikų aspektas. The
dažniausiai yra pagaminti iš silicio, nes jį palyginti pigu išgauti
iš smėlio. Puslaidininkių pramonė parduoda kelis šimtus milijardų JAV dolerių
Dolerių produkto per metus.
Šis
pirmieji puslaidininkiai buvo maži visame pasaulyje populiarių radijo imtuvų detektoriai
XX amžiaus pradžia. Jie buvo vadinami „katės ūsais“ ir
puslaidininkinis elementas buvo švino sulfidas. Tuo metu tikrai niekas
suprato, kaip jie dirba; jie ką tik padarė. Tai buvo tik 1939 m
Richardas Ohlas, „Bell Labs“ išradėjas, kuris taip pat pirmasis patentavo
saulės elementų, atrado, kad tam tikri kristalai su mažomis priemaišomis turi
laidumas, kuris skiriasi priklausomai nuo šviesos poveikio. Jo darbas išaugo
pastangos rasti praktiškus aukšto dažnio stiprintuvus
programos radijuje.
Aštuoni
Po metų, 1947 m., kiti Bell Labs mokslininkai naudojo puslaidininkius
medžiagos, skirtos sukurti taškinio kontakto įrenginį, kurį jie pavadino a
tranzistorius. Naudota medžiaga buvo germanis. Visas prietaisas buvo
maždaug pusės pėdos aukščio ir reikalavo, kad elementas būtų itin didelis
išgrynintas.
Šis
struktūra, kuri yra bet kurio tranzistoriaus pagrindas, yra pn sandūra. Tai turi
du regionai: ap regionas ir n sritis. P sritis yra „legeruota“.
nedidelis boro kiekis, todėl medžiaga prisipildo
daugybė elektronų „skylių“, kuriose nėra elektronų
elektronų turėtų būti. Taip atsitinka todėl, kad boro valentingumas yra trys,
dėl to jis sugeria silpnai surištus išorinius elektronus iš
valentingumas-keturi puslaidininkių atomai, paliekant tuštumus savo vietoje. n
regione yra legiruotas medžiaga, kurios valentingumas yra penki, todėl
atvirkštinis efektas, kai priemaišos atiduoda savo papildomus elektronus
medžiaga, sukelianti elektronų gausą.
tai
Išnaudojamas santykinis elektronų gausumas ir nebuvimas
tranzistorius. Dviejų pn sandūrų serija sudaro pagrindą
prietaisas. Manipuliuojant jungtimis galima reguliuoti įkrovos srautą
tiksliai, leidžiant sudėtingai elektronikai. Variacijos dėl
Tranzistorius gali būti naudojamas šviesos diodams ir labai subtiliems jutikliams gaminti
dauguma kompiuterių turi milijardus kelių skirtingų tipų tranzistorių.
Nors silicis šiandien yra labiausiai paplitęs tranzistorius, deimantas, kuris
gali būti lengviau konfigūruojami 3D matricoje nei silicio tranzistoriai,
gali būti naudojamas ateityje.