новости полупроводников

В силу того, используется чистое вещество либо, в которое внесены примеси, проводимость может иметь различный характер. По различным прогнозам, минимальный срок для преодоления кризиса в отрасли составляет 2 года. В настоящий момент полупроводники продолжают расти в цене, а вместе с ними и различное оборудование – от игровых консолей до видеокарт для майнинга криптовалюты. Из-за сложности производства и себестоимости ни одна страна не производит полупроводники от начала до конца. Производство станков и комплектующих, программное обеспечение находятся в разных государствах.

Применение полупроводников

«РБК Тренды» объясняют, что такое полупроводники, как они работают и в каких сферах применяются. Одним из первых на необычную температурную зависимость сульфида серебра (Ag2S) обратил внимание выдающийся британский физик-экспериментатор М. Электрическое сопротивление этого соединения, имеющего в своём составе значительную долю серебра и считавшегося в то время металлом, при нагревании падало. Фарадей обнаружил ещё пять веществ с аналогичными свойствами (сульфид ртути HgS, фторид свинца PbF2 и ряд других). Помимо окислов используются феррит, аморфные стёкла и многие другие соединения.(AIBIIIC2VI, AIBVC2VI, AIIBIVC2V, AIIB2IIC4VI, AIIBIVC3VI). Для получения монокристаллов полупроводников используют различные методы физического и химического осаждения.

Полупроводники, благодаря своим качествам, стали востребованным материалом во многих отраслях. Они выделяются маленьким весом и габаритами, высокой надежностью, низким энергопотреблением, не чувствительны к магнитным полям. На термисторы похожи фоторезисторы, в которых изменение сопротивления происходит при освещении их видимым светом.

Физические свойства и характеристики полупроводников

Те примеси, у которых валентность оказывается больше, чем у полупроводника, отдают свободные электроны. А вот те, у которых валентность меньше, чем у полупроводника, имеют свойство хватать и удерживать электроны. Для того чтобы получился полупроводник, который будет обладать лишь проводимостью электронного типа, в исходный материал достаточно ввести вещество, у которого валентность будет всего на единицу больше.

Образовавшуюся новую дырку после второго электрона, заполняет третий освободившийся электрон, находящийся рядом с этой дыркой (рисунок №1). В свою очередь дырки, находящиеся ближе всего к отрицательному полюсу, заполняются другими освободившимися электронами (рисунок №2). If you have any kind of concerns regarding where and the best ways to make use of новости полупроводников, you can contact us at our own web site. Каждый атом собственного полупроводника имеет 4 валентных электрона; то есть 4 электрона, вращающиеся во внешнем слое каждого атома. В свою очередь каждый из этих электронов образует связи со смежными электронами.

Затем були разрезают на тонкие пластины-подложки толщиной всего в несколько миллиметров, которые шлифуются и полируются до безупречного зеркального блеска. После этого на них методом фотолитографии с использованием интенсивного света наносятся функциональные рисунки (такие как резисторы, транзисторы и конденсаторы). В следующей статье мы расскажем о создании микрочипа, рождении современной Кремниевой долины, а также о состоянии полупроводниковой индустрии сегодня.

Самой употребляемой схемой включения транзистора является схема включения с общим эмиттером, при которой через базу и эмиттер ток распространяется на коллектор. Если полупроводник расположить в электрическом поле, то электроны и дырки приобретут некоторую скорость вдоль линий поля и в полупроводнике возникнет электрический ток. Поскольку при нагревании увеличивается концентрация электронов и дырок, то при нагревании сопротивление полупроводника уменьшается. При небольших температурах, близких к абсолютному нулю, в описанном выше идеальном кристалле, который состоит из одинаковых атомов, ист дефектов кристаллической решетки, свободные носители заряда отсутствуют. Такой кристалл является идеальным диэлектриком и пс проводит электрический ток.

• Мы живем в эпоху, сущность которой определяют цифровые технологии и электроника.
• Транзисторы могут работать как переключатели, замыкая или размыкая электрическую цепь, либо как усилители, усиливая электрические сигналы.
• Но в конце века учёные вновь обратили на него внимание, и на его основе удалось разработать довольно много ПП-компонентов, преимущественно мощных и высокочастотных полевых транзисторов.
• Почти не сомневаемся, что вас бы не интересовал вопрос о том, что такое полупроводники, если бы не желание самостоятельно собрать предмет с их использованием.
• Наиболее прецизионный и дорогой инструмент в руках технологов для роста монокристаллических плёнок — установки молекулярно-лучевой эпитаксии, позволяющей выращивать кристалл с точностью до монослоя.
• Кремний формирует кубическую кристаллическую структуру, где каждый атом образует четыре ковалентные связи с соседними такими же атомами.
• Характеристика полупроводника в сильной степени зависит от его чистоты.
• Вот такие типы полупроводников существуют и используются на данный момент.
• Примесные уровни при температуре выше абсолютного нуля отдают свои электроны в зону проводимости тем интенсивнее, чем выше температура полупроводника.
• Сложность и дороговизна производства – это главная причина дефицита полупроводников.
• Такая совокупность тетраэдров образуют ячейку кубической формы с размером решётки около 0,5 нм.
• Но электронов все равно не будет хватать, так как число дырок всегда будет больше числа электронов в любой момент времени.

Создание в кристаллах полупроводников нескольких р-n-переходов открывает возможности для изготовления транзисторов и интегральных схем. Эта особенность реализована в светодиодах, которые имеют большой КПД и с успехом конкурируют с лампами накаливания.Свойства р-n-перехода используются и в транзисторе. Он имеет два связанных друг с другом р-n-перехода, технология изготовления которых похожа на технологию изготовления диода. Система р-n-р или n-р-n -переходов транзистора работает в различных электронных приборах, выполняя роль усилителя или электронного ключа. Полупроводниковые приборы вытеснили электронные лампы и другие классические радиокомпоненты почти из всех видов техники.

• В настоящее время большая часть этого рынка приходится на Восточную Азию, в том числе Тайвань.
• Равновесное состояние между связанными и свободными электронами чисто динамическое.
• Проводимость, обеспечиваемая трехвалетными примесями, называется акцепторной.
• Так, атом фосфора (рис.1), встроенный в кристаллическую решётку кремния, имеет один лишний электрон в сравнении с атомом кремния.
• Кремний широко используется в полупроводниковой промышленности из-за его доступности и высокой термической стабильности, а также благодаря развитым технологиям производства.
• Внедрение в производство современных нанотехнологий открыло новые возможности для создания полупроводниковых конструкций с особо интересными и полезными для практики свойствами, с которыми вы ознакомитесь позднее.
• При контакте некоторых полупроводников иногда возникает явление, при котором ток хорошо проходит в одном направлении и почти не течет в обратном.
• Каждый из этих типов полупроводников обладает своими специфическими свойствами, которые имеют решающее значение для различных приложений.
• Полупроводниковое устройство, управляемое колебаниями электрического поля, называется полевым транзистором или FET.

Энергетические зоны

Электрическая проводимость таких материалов меняется под влиянием температур. Это качество позволяет применять их в приборах, связанных с температурными измерениями. Они намного чувствительнее, чем простые металлические термометры сопротивления. Главным признаком диэлектриков является зависимость их проводимости от температуры. Так, если взять металлический проводник и нагревать его, то сопротивление такого проводника будет увеличиваться (рис. 1.65-а). Безо всяких сомнений, полупроводники — основа современной электроники, и останутся таковыми по крайней мере еще многие столетия.

Учитывая их свойства, можно менять проводимость материалов, воздействуя на них магнитными силами (полем). Магнитные полупроводники представляют собой ферромагнетики с собственной магнитной подрешёткой, а немагнитные – диамагнитную кристаллическую матрицу. Немагнитные включают в себя элементы, химические соединения, твёрдые растворы. В полупроводниках с ионной кристаллической решёткой атомы связаны кулоновскими силами, например, сульфид свинца.

• Примеси, которые добавляют в полупроводники, вследствие чего они превращаются в полупроводники n-типа, называются донорными.
• В зависимости от типа примеси, полупроводники подразделяются на n-тип и p-тип.N-тип полупроводников содержит примеси, которые являются донорами электронов.
• Дефицит полупроводниковых компонентов привёл к сокращению выпуска автомобилей.
• Поскольку кремний способен формировать четыре соединения, лишний пятый электрон фосфора действует как отрицательный заряд, поэтому полупроводники такого типа еще называют отрицательными.
• Для преобразования бытовой электроэнергии в постоянный ток в зарядных устройствах для телефона и ноутбука используют разные полупроводниковые устройства.
• И поэтому стремятся выращивать очень чистые вещества, в основном для электронной промышленности.
• Теперь, когда Вы имеете некоторое представление о явлениях, происходящих в полупроводниках, Вам не составит труда понять принцип действия полупроводниковых радиокомпонентов.
• Наконец, устанавливается динамическое равновесие между освобождающимися электронами и возвращающимися в валентную зону.
• В частности, производство смартфонов, видеокарт и автопромышленность сильно нуждаются в полупроводниках.
• Образовавшуюся новую дырку после второго электрона, заполняет третий освободившийся электрон, находящийся рядом с этой дыркой (рисунок №1).

При подключении к источнику напряжения полупроводник будет передавать энергию при определенных условиях, но если вы измените условия, то количество энергии, проходящее через полупроводник, также изменится. Без электроэнергии даже самый современный полупроводник останется всего лишь красивым камнем. В настоящее время полупроводниковые приборы находят широкое применение в радиотехнике, автоматике, вычислительной технике, телемеханике. Светодиодах, используемых в качестве источника инфракрасного излучения, знаковых индикаторах, полупроводниковых лазерах. Поскольку оба эти элемента при преодолении перехода переносят электрический заряд – в цепи начнет течь постоянный ток (фото ниже). Собственные полупроводники, максимальная доля примеси в которых составляет 1 на 10 миллиардов, являются плохими проводниками.

Переходные металлы в свою очередь являются отличными проводниками тепла. Но если вы нагреете медный провод, он станет менее проводящим и будет вести себя скорее как электрический изолятор. Нагревание полупроводников, наоборот, делает их более проводящими.

Вырвавшийся из межатомной связи электрон становится «свободным», а там где он находился до этого, образуется пустое место, которое условно называют дыркой. Большая часть полупроводников, образованных четырехвалентными атомами, имеет собственную проводимость. При воздействии электрического поля в материалах начинается движение носителей заряда. Зависимость между скоростью движения и величиной напряженности электрического поля при отсутствии влияния нагрева называется подвижностью. Рост числа взаимных столкновений является причиной того, что при увеличении концентрации подвижность падает. Дырочный полупроводник или р-тип (от латинского positive – положительный) содержит в структуре примесные трёхвалентные атомы, акцепторы.

Свободное движение электронов вызывает дисбаланс, который генерирует либо положительный, либо отрицательный заряд. В p-зоне основными носителями заряда являются дырки, а в n-зоне – электроны. При сваривании обеих полупроводников часть электронов вследствие диффузии из n-зоны перейдет в р-зону, где есть дырки, и часть из них нейтрализуются вблизи контакта.

Первый патент на концепцию полупроводникового транзистора, в котором использовался сульфид меди, еще в 1926 году подал польско-американский изобретатель Юлиус Лилиенфельд. Однако ему так и не удалось воплотить свое гипотетическое изобретение в жизнь — идея была реализована лишь 20 лет спустя. Кроме того, лампы потребляли гигантские объемы энергии и выделяли огромное количество тепла. Для того, чтобы электроника развивалась дальше, нужно было создать гораздо более экономичный электронный компонент — то есть транзистор. Первый диод – детектор, использовался еще в то время, когда теория полупроводников находилась в зачаточном состоянии.

В совокупности это делает его востребованным при выпуске электронных приборов ограничения перенапряжения, варисторов, разрядников, тиристоров и иных коммутационных устройств, а также для высоковольтных диодов. За последние 70 лет полупроводники стали ключевым элементом в производстве электроники. С момента изобретения транзистора мир электроники всегда находился на экспоненциальной кривой с точки зрения исследований, разработок, производства, создания новых устройств и технологий. Электроны не ведут себя как объекты на макроуровне; во многом игнорируя законы кинематики Ньютона.