Kas yra vidiniai puslaidininkiai?

Vidiniai puslaidininkiai yra gryna elementų forma, kuri paprastai turi keturis valentinius elektronus. Gali būti atliktas specialus procesas, skirtas vidinius puslaidininkius paversti neigiamais (N) arba teigiamais (P) tipo puslaidininkiais. P tipo ir N tipo puslaidininkių naudojimas apima dvipolius jungties tranzistorius (BJT), lauko tranzistorius (FET) ir silicio valdomus lygintuvus (SCR).

Geri elektros laidininkai, tokie kaip varis, lengvai praranda elektronus kitiems medžiagos viduje esantiems atomams, o puslaidininkiai yra iš dalies laidūs ir iš dalies izoliuojantys. Ir silicis, ir germanis yra keturvalenčiai elementai. Silicis yra įprasta puslaidininkių medžiaga, nors germanis taip pat naudojamas aukšto dažnio reikmėms. Skirtumas tarp silicio ir germanio yra tas, kad germanio tiesioginės įtampos kritimas yra apie 0.2 volto (V), palyginti su 0.7 V silicyje.

Gaminant vidinius puslaidininkius, silicis lydomas labai aukštoje temperatūroje inertinėse dujose arba vakuume. Gauta išlydyta medžiaga labai panaši į išlydytą stiklą. Vykdydamas procesą, vadinamą auginimu, besisukantis augintojas lėtai ištraukia išlydytą silicį į vidinę silicio medžiagą maždaug kelių colių skersmens strypo pavidalu.

Savitojo silicio medžiagos, vadinamos neleguotais puslaidininkiais, vidiniais (i) tipo puslaidininkiais arba vidiniais puslaidininkiais, elektronikos pramonei mažai naudingos. Naudinga silicio forma gaunama pridedant specialių elementų, vadinamų priemaišomis, procese, vadinamame dopingu, kai priedai, tokie kaip fosforas arba boras, pridedami, kol silicis vis dar yra išlydytas. Kai į silicį pridedama fosforo, papildomas elektronas silicį paverčia N tipo puslaidininkiu. Kitas žingsnis po to, kai buvo užaugintas N tipo silicio strypas, yra pjaustymas, kai stiklo pavidalo, lazdelės formos medžiaga bus supjaustoma, kad būtų gautos plonos silicio plokštelės. Pjaustant labai kietą medžiagą, pavyzdžiui, su fosforu legiruotą silicį, naudojami specialūs metodai, tokie kaip paviršinė akustinė banga (SAW).

Pjaustymo metu sukurtos silicio plokštelės gali būti užrašytos ant x ašies, o paskui ant y ašies, todėl susidaro didžiulis N tipo puslaidininkių kiekis. Vėliau taip pat gaminami ir surinkimo procesui paruošiami P tipo puslaidininkiai. Šiuo metu vidiniai puslaidininkiai buvo transformuoti į išorinius puslaidininkius. Paprasčiausias N tipo ir P tipo puslaidininkių surinkimas yra teigiamo neigiamo (PN) jungtis, žinoma kaip diodas, kuris yra kaip vienpusis vožtuvas. PN jungtis, kurią sukūrė N tipo ir P tipo puslaidininkių kontaktas, dabar turi ypatingą charakteristiką, žinomą kaip vienpusis laidumas.