Полупроводник — это вещество, проводимость которого находится между проводимостью проводника и изолятора. В чистом состоянии он не очень проводящий, но его проводимость можно регулировать добавлением примесей (легированием) или изменением температуры. Типичным представителем полупроводников является кремний, широко используемый при производстве электронных компонентов. Полупроводниковая технология является краеугольным камнем современных электронных устройств, таких как смартфоны, компьютеры, цифровые камеры и т. д., все они основаны на полупроводниковых чипах. Кроме того, полупроводники также очень важны в области энергетики, например, полупроводниковые материалы, которые составляют основу солнечных элементов. Применение полупроводников также охватывает светодиодное освещение, датчики для медицинского оборудования и силовые электронные устройства, которые оказали глубокое влияние на современные технологии и повседневную жизнь.
Определение полупроводников
1.1 Основные понятия и свойства
Полупроводники — это материалы, находящиеся между проводниками и изоляторами, и их проводимость меняется в зависимости от температуры. При комнатной температуре значение сопротивления полупроводника находится между проводником (например, медью или серебром) и изолятором (например, резиной или кварцем). Его особенностью является то, что при определенных условиях, например, при нагревании или воздействии света, его проводимость увеличивается. Эта характеристика делает полупроводники широко используемыми в электронных устройствах.
1.2 Сравнение с проводниками и изоляторами
Проводник: обычно относится к металлу или другому веществу с очень низким значением сопротивления, которое может легко проводить ток. Например, значения сопротивления меди и серебра составляют 1,68х10^-8 и 1,59х10^-8 Ом на метр при 20°С соответственно.
Изоляторы: эти материалы имеют очень высокие значения сопротивления и практически не проводят ток. Например, значение сопротивления чистого кварца составляет примерно 1х10^17 Ом на метр.
Полупроводник: Между проводниками и изоляторами. Например, значение сопротивления чистого кремния при комнатной температуре составляет примерно 2,3х10^3 Ом на метр, но значение его сопротивления значительно снижается при воздействии света или нагревании.
