Hvad er halvledere?

Halvledere er materialer, der har en elektrisk ledningsevne mellem leders og isolatorers. De bruges i en lang række elektroniske enheder, herunder transistorer, dioder, integrerede kredsløb og solceller.

Halvledere er typisk lavet af grundstoffer i gruppe IV i det periodiske system, såsom silicium, germanium og kulstof. Disse grundstoffer har fire valenselektroner, hvilket betyder, at hvert atom har fire elektroner, som kan deles med naboatomer. Når to atomer deler en elektron, danner de en kovalent binding.

I en ren halvleder er alle valenselektronerne involveret i kovalente bindinger, så der er ingen frie elektroner til at føre strøm. Men hvis et urenhedsatom føjes til halvlederen, kan det donere eller acceptere en elektron, hvilket skaber en gratis ladningsbærer.

Donorer er urenheder, der donerer elektroner, såsom fosfor og arsen. Acceptører er urenheder, der accepterer elektroner, såsom bor og gallium. Typen af ​​urenhed bestemmer typen af ​​halvleder:

* N-type halvledere er halvledere, der er blevet dopet med donorurenheder, så de har en høj koncentration af frie elektroner.

* P-type halvledere er halvledere, der er blevet dopet med acceptorurenheder, så de har en høj koncentration af frie huller (ledige elektronpositioner).

Når en N-type halvleder og en P-type halvleder er sat sammen, et PN-kryds er oprettet. PN-junctions er de grundlæggende byggesten i transistorer og dioder.

Transistorer er elektroniske kontakter, der kan bruges til at forstærke eller skifte elektroniske signaler. Dioder er elektroniske enheder, der tillader strømmen at flyde i kun én retning.

Halvledere er afgørende for moderne elektronik. De bruges i en bred vifte af enheder, fra simple lyskontakter til komplekse computere.