Što je poluvodič je pojam koji se odnosi na materijale koji imaju svojstva vodiča i izolatora. To mogu biti elementi u prirodnim stanjima, mešavine ili čestice. Oni mogu prenositi toplotu, struju i druge energije u electricitetu, magnetizmu i svetlosti.
Poluvodič je materijal s vrlo niskom provodljivošću električne struje. Može biti poluprovodnik ili p-tipa ili n-tipa, ovisno o tome je li elektronički obojen dodavanjem dodatnih elektrona ili oduzimanjem elektrona.
Sadržaj
Poluvodiči
Poluvodiči su materijali koji imaju svojstvo da provode električnu struju. Oni su mješavina između provodnika i izolatora. Postoje dvije vrste poluvodiča: bezvalentni i valentni. Bezvalentni poluvodiči, poput silicija, ne sadrže slobodne elektrone u njihovoj molekularnoj strukturi. Valentni poluvodiči, poput germanija, sadrže slobodne elektrone u svojoj molekularnoj strukturi. Poluvodiči se mogu koristiti za proizvodnju različitih uređaja, od sklopova do računala.
Poluvodiči se obično dijele na tri glavne vrste: dijamantnu rešetku (DMOS), komplementarnu metal-oksid-poluprovodnik (CMOS) i bipolarnim tranzistorima (BJT). Diamantna rešetka je poluprovodnik s jednom provodnom cestom koja se može upravljati direktno. Komplementarna metal-oksid-poluprovodnik (CMOS) je najpopularniji tip poluprovodka jer ima visoku otpornost na šum i dug životni vijek. Bipolarnim tranzistorima (BJT) je mješavina bipolarne transistora i unipolarnih tranzistora koja omogućava brzo upravljanje velikim strujama.
Ostale vrste poluvodiča uključuju mješovite signale, kao što su integrirani sklopovi (IC), tehnologija zasnovana na optoelektroniku, kao što su laserski sklopovi, tehnologija zasnovana na magnetskom polju, kao što su magnetoelektrične sklopovi, i tehnologija zasnovana na kemijskim senzorima, kao što su senzori temperature. Svi ovi tipovi poluprovodka mogu se koristiti za različite aplikacije u industriji, medicini i vojsci.
Primjena poluvodiča
Poluvodiči su postali sastavni dio gotovo svake elektroničke naprave danas. Primjenjuju se u računalima, pametnim telefonima, televizijama, kućnim audio i video sustavima, automobilskim sustavima i drugim uređajima. To je zato što poluvodiči imaju sposobnost da se lako kontrolira struja koja prolazi kroz njih. Oni su također vrlo učinkoviti za upravljanje velikom količinom energije.
Poluvodiči također mogu biti programirani da obavljaju različite funkcije. To čini ih izvrsnim alatima za razvoj programa i softvera. Oni se mogu koristiti za izgradnju hardvera i softvera za upravljanje različitim procesima unutar računala. Primjerice, poluvodički sklopovi mogu se koristiti za upravljanje procesorom računala tako da radi na najoptimalnijoj brzini.
Poluvodiči su također odličan alat za stvaranje mikrokontrolera i ostalih minijaturnih elektroničkih uređaja. Oni omogućavaju izgradnju malih uređaja s minimalnom potrebom energije što čini mogućim stvaranje mnogih minijaturnih proizvoda poput robotskih vozila, bežićnih senzora itd.
Konačno, poluvodičke tehnologije omogućile su industriji da napravi velike pomake u mnogim područjima poput telekomunikacija, medicina i vojska. Stalno napredovanje ove tehnologije pomoći će industriji da napreduje još više na području miniaturizacije, brzine procesiranja podataka te ostalih podrucja gdje se poluvodićke tehnologije mogu iskoristiti.
Proizvodnja poluvodiča
Poluvodiči se proizvode uglavnom u zabranjenim industrijskim postrojenjima. Proces proizvodnje počinje s pripremom materijala, koji uključuju nerazrijeđene čvrste poluvodiče, tekućine i plinove. Zatim se materijali razdvajaju i obrađuju kako bi se postigao željeni rezultat. Sljedeći korak je formiranje poluvodiča pomoću fizikalnih ili kemijskih metoda. S obzirom na to da su neki od materijala za proizvodnju poluvodiča izuzetno osjetljivi na vanjske utjecaje, tvari koje se mogu smatrati onečišćenjem moraju biti eliminirane prije nego što se otopina sipa u oblikovano staklo ili druge namjeravane medije. Nakon toga slijedi proces stvaranja monokristala pomoću tehnika poput vrućeg klešta ili Czochralski-ova metoda. Monokristali su onda rezanje i oblikovanje u odgovarajuće dimenzije i veličine. Nakon toga slijedi proces drugih postupaka, poput poliranja, laganja i provjeravanja ispravnosti čipova, prije nego što se spremni elementi isporučeju potrošačima.
U cilju poboljšanja performansi poluvodiča postoje brojne metode dodatne obrade koja se mogu primjeniti na gotove elemente. To uključuje anodno bojanje, metalizaciju, taloženje plazme i druge tehnike dizajnirane da poboljšaju provodljivost poluvodičkog materijala i smanji nivo prigovora ili nepravilnosti unutar čipova. U svakom slučaju, svaki skup postupaka mora biti temeljito testiran kako bi se osiguralo da je proces rađen pravilno i da će rezultati biti sigurno zadovoljavajući zahtjevima potrošača.
Značajnost poluvodiča
Poluvodiči su vrlo važni u modernoj elektroničkoj tehnologiji. Oni se koriste za proizvodnju raznih elektroničkih sklopova, uključujući mikroprocesore, računala, mobilne telefone i drugo. Oni se također koriste u proizvodnji optoelektronike i senzora. Poluvodiči su dizajnirani tako da mogu prenositi velike količine energije bez ikakvih gubitaka. Također mogu osigurati bolju sigurnost i pouzdanost u radu. Osim toga, poluvodiči su lako upravljivi, a njihov rad je brz i precizan. Također imaju visoku otpornost na temperaturna oscilacije, što čini da su idealni za upotrebu u različitim okruženjima. Poluvodička tehnologija također omogućava visoku energetsku učinkovitost i može biti ekonomična za proizvođače elektronike.
Poluvodički su jedinstven po tome što se sastoje od materijala s različitim elektronskim svojstvima. Može se koristiti obojeni silicijum ili neobojeni silicijum da bi se stvorio različite vrste poluvodića. Različita svojstva materijala omogućavaju da poluvodić prenese određenu količinu struje ili napona potrebnih za rad elektronske opreme bez gubitaka energije. Također omogućavaju da se povežu na druge dijelove sklopa ili da budu dio drugog dijela sklopa, što čini da je njihova upotreba još jednom važna u modernoj elektronici.
Prednosti poluvodiča
Poluvodiči su izuzetno korisni u modernom svijetu tehnologije. Njihova glavna prednost je njihova sposobnost da bez izravne veze primaju i prenose električnu energiju. Zbog toga se mogu koristiti za proizvodnju malih i manje skupih električnih uređaja. Također, poluvodiči imaju mala gubitka energije što ih čini vrlo efikasnima. Oni također mogu podržati veliku brzinu operacija, što ih čini pogodnim za uporabu u visokosofisticiranim računalima. Također se mogu koristiti za izradu senzora te za proizvodnju slike na televizoru ili monitoru računala.
Nedostaci poluvodiča
Iako postoje mnoge prednosti korištenja poluvodiča, postoje i neke nedostatke. Jedan od njih je njihova ograničena otpornost na toplinu – prekomjerna toplina može oštetiti poluvodičke elemente i smanjiti njihov radni vijek. Također, oni su osjetljiviji na elektromagnetsko zračenje nego obični metalni elementi, što može dovesti do grešaka u aparatu ili sustavima koji sadrže poluvodičke elemente. Osim toga, mogu biti skupo proizvesti jer je potrebno više vremena da se naprave nego metalni elementi.
0 Comments