Ημιαγωγός είναι μια ουσία με αγωγιμότητα μεταξύ αυτής ενός αγωγού και ενός μονωτή. Δεν είναι πολύ αγώγιμο σε καθαρή κατάσταση, αλλά η αγωγιμότητά του μπορεί να ρυθμιστεί προσθέτοντας ακαθαρσίες (ντόπινγκ) ή αλλάζοντας τη θερμοκρασία. Ο τυπικός εκπρόσωπος των ημιαγωγών είναι το πυρίτιο, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Η τεχνολογία ημιαγωγών είναι ο ακρογωνιαίος λίθος των σύγχρονων ηλεκτρονικών συσκευών, όπως smartphone, υπολογιστές, ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές κ.λπ., όλα βασίζονται σε τσιπ ημιαγωγών. Επιπλέον, οι ημιαγωγοί είναι επίσης πολύ σημαντικοί στον ενεργειακό τομέα, όπως τα υλικά ημιαγωγών, που αποτελούν τον πυρήνα των ηλιακών κυψελών. Η εφαρμογή των ημιαγωγών καλύπτει επίσης τον φωτισμό LED, τους αισθητήρες για ιατρικό εξοπλισμό και τις ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος, που είχαν βαθύ αντίκτυπο στη σύγχρονη τεχνολογία και την καθημερινή ζωή.
Ορισμός ημιαγωγών
1.1 Βασικές έννοιες και ιδιότητες
Οι ημιαγωγοί είναι υλικά που βρίσκονται μεταξύ αγωγών και μονωτών και η αγωγιμότητά τους ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Σε θερμοκρασία δωματίου, η τιμή αντίστασης ενός ημιαγωγού είναι μεταξύ ενός αγωγού (όπως ο χαλκός ή το ασήμι) και ενός μονωτή (όπως το καουτσούκ ή ο χαλαζίας). Το χαρακτηριστικό του είναι ότι υπό ορισμένες συνθήκες, όπως θέρμανση ή έκθεση στο φως, η αγωγιμότητά του θα ενισχυθεί. Αυτό το χαρακτηριστικό κάνει τους ημιαγωγούς να χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρονικές συσκευές.
1.2 Σύγκριση με αγωγούς και μονωτές
Αγωγός: Συνήθως αναφέρεται σε μέταλλο ή άλλη ουσία με πολύ χαμηλή τιμή αντίστασης που μπορεί εύκολα να μεταφέρει ρεύμα. Για παράδειγμα, οι τιμές αντίστασης του χαλκού και του αργύρου είναι 1,68x10 ^ -8 και 1,59x10 ^ -8 ohms ανά μέτρο στους 20 ° C, αντίστοιχα.
Μονωτήρες: Αυτά τα υλικά έχουν πολύ υψηλές τιμές αντίστασης και είναι σχεδόν μη αγώγιμα. Για παράδειγμα, η τιμή αντίστασης του καθαρού χαλαζία είναι περίπου 1x10 ^ 17 ohms ανά μέτρο.
Ημιαγωγός: Μεταξύ αγωγών και μονωτών. Για παράδειγμα, η τιμή αντίστασης του καθαρού πυριτίου σε θερμοκρασία δωματίου είναι περίπου 2,3x10 ^ 3 ohms ανά μέτρο, αλλά η τιμή αντίστασής του μειώνεται σημαντικά όταν εκτίθεται στο φως ή στη θέρμανση.
