Inhoud
Halfgeleiders zijn materialen die geen elektrische of isolerende geleiders zijn, maar tussen deze twee functies werken, afhankelijk van de omstandigheden, zoals temperatuur. De mogelijkheid om de elektrische eigenschappen van halfgeleiders te variëren heeft een revolutie teweeggebracht in het ontwerp en de mogelijkheden van moderne elektronica, door kleinere, snellere apparaten te creëren. De eigenschappen van halfgeleiders hangen grotendeels af van de elementen waaruit ze bestaan.
Voordelen
Vacuümglazen buizen, die aan halfgeleiders voorafgingen, werden voorheen gebruikt om elektrische stroom door elektronische apparaten, zoals radio's, te leiden. Vacuümbuizen waren volgens FactsonFile.com groot, kwetsbaar en moeilijk te hanteren in vergelijking met halfgeleiders. De elektrische eigenschappen van halfgeleiders werden voor het eerst waargenomen in de jaren 1870 en vormen de basis van de geïntegreerde schakeling, ook wel bekend als een computerchip. De chips zijn veel kleiner dan de vacuümbuizen en kunnen veel meer functies uitvoeren met veel minder energie.
Verschillende materialen
Volgens de Semiconductor Industry Association is silicium het meest gebruikte element in halfgeleiders. Silicium is in zijn pure staat bijna een isolator. De elektrische geleidbaarheid kan echter worden verhoogd door dotering, wat verwijst naar de introductie van kleine hoeveelheden andere materialen in het basismateriaal om een ander type halfgeleider te creëren. Door de combinatie van verschillende halfgeleiders kunnen de richting en stroom van elektrische signalen zorgvuldig worden gereguleerd, wat van vitaal belang is voor de juiste werking van computers, tv's, radio's en andere elektronische apparaten.
Soorten
Een intrinsieke halfgeleider is een halfgeleider die in zijn zuivere staat is, zoals elementair silicium. Door een intrinsieke halfgeleider te dopen, ontstaat een extrinsieke halfgeleider met verschillende eigenschappen. Samengestelde of bandhalfgeleiders, die zijn gemaakt van de combinatie van twee zuivere halfgeleidermaterialen, zoals silicium en germanium, resulteren in een grotere verscheidenheid aan eigenschappen die kunnen worden aangepast aan specifieke vereisten, aldus de Fulton School of Engineering.
Extra informatie
Net zoals doping met minimale hoeveelheden boor of fosfor wordt gebruikt om opzettelijke wijzigingen aan een siliciumhalfgeleider te creëren, veroorzaakt vervuiling door ongewenste onzuiverheden ongewenste veranderingen in elektrische eigenschappen, die ernstig kunnen zijn. Dit is de reden waarom halfgeleiders onder zorgvuldig gecontroleerde omstandigheden moeten worden vervaardigd. Het silicium dat wordt gebruikt om halfgeleiders te maken, wordt ook speciaal voor dit doel gekweekt, hoewel natuurlijk silicium zeer overvloedig is.
