1. Linh kiện bán dẫn là gì?

Linh kiện chào bán dẫn hay thành phần bán dẫn là các linh kiện điện tử khai quật tính hóa học điện tử của vật tư bán dẫn như silic, germani với arsenua, cũng tương tự chất bán dẫn hữu cơ.Linh kiện bán dẫn áp dụng dẫn truyền năng lượng điện tử nghỉ ngơi trạng thái rắn (Solid state), trái ngược với các trạng thái truyền điện tử phạt xạ nhiệt xuất xắc khi trong chân không đảm bảo như ở những đèn điện tử chân không.Các linh phụ kiện bán dẫn được sản xuất ở cả 2 dạng linh kiện rời cùng mạch tích thích hợp IC. Trong IC tất cả từ vài (thấp tốt nhất là hai) đến hàng tỷ linh kiện, được gia công và kết nối với nhau trên một nên buôn bán dẫn tuyệt nhất là tấm wafer.

Bạn đang xem: Là chất bán dẫn

2. Vật dụng liệu bán dẫn

Germani (Ge) là loại vật liệu bán dẫn sử dụng đầu tiên, nhưng mà sự nhạy nhiệt tạo cho nó chiến bại kém silic. Hiện tại nay, germani được tạo hợp kim với silic để thực hiện trong các linh kiện Si/Ge tốc độ khôn xiết cao.Arsenua galli (Ga
As) cũng được sử dụng rộng thoải mái trong các linh kiện tốc độ cao, nhưng mà khó chế tạo được tấm nền lớn.

◊Vật liệu ít phổ cập khác cũng khá được sử dụng hoặc đang rất được nghiên cứu.

Carbide silic (Si
C) đã search thấy một số trong những ứng dụng làm nguyên vật liệu cho điốt phát sáng xanh lam (LED). Nó đã được nghiên cứu và phân tích để sử dụng trong các linh kiện bán dẫn có thể chịu được nhiệt độ độ vận động rất cao và môi trường xung quanh có sự phản xạ ion hóa lớn.Hợp chất indi không giống nhau (arsenua, antimonua, phosphua indi) cũng đang được sử dụng trong số LED cùng điốt laser.Sulfide Seleni đã được nghiên cứu và phân tích sản xuất các tế bào năng lượng mặt trời.Các chất bán dẫn hữu cơ được sử dụng cho điốt phát sáng hữu cơ.

3. Linh kiện bán dẫn phổ biến

Điốt, Varistor, Phototransistor, Transistor, Triac, Ổn áp, Photo coupler, IC, ADC, DAC, Cổng logic, Flip-flop, Mạch cộng, Mạch đếm, CPU, RAM, ROM, Vi điều khiển……….

4. Cấu tạo của linh kiện bán dẫn

Bán dẫn loại N là chất phân phối dẫn bao gồm hạt thiết lập điện hầu hết là electron ( mang điện tích âm).Bán dẫn loại p là chất chào bán dẫn gồm hạt thiết lập điện đa phần là lỗ trống (mang năng lượng điện dương)Dòng năng lượng điện trong bán dẫn là dòng các electron dẫn vận động ngược chiều điện trường cùng dòng những lỗ trống chuyển động cùng chiều năng lượng điện trường.Lớp nối tiếp P-N là chỗ tiếp xúc của miền mang tính dẫn phường và miền mang tính dẫn N được tạo nên trên một thể buôn bán dẫn. Miền bán dẫn loại p hạt thiết lập điện đa số là lỗ trống. Miền cung cấp dẫn một số loại N hạt cài điện hầu hết là electron trường đoản cú do. Trên lớp nối tiếp P-N electron tự do thoải mái và lỗ trống trà trộn vào nhau.Khi electron gặp lỗ trống, nó sẽ nối lại liên kết và một cặp electron-lỗ trống bị đổi mới mất.Ở lớp nối tiếp P-N sẽ hiện ra một lớp không có hạt sở hữu điện được call là lớp nghèo.Điện trở của lớp nghèo hết sức lớn.

◊Nếu để một năng lượng điện trường có khunh hướng từ bán dẫn phường sang cung cấp dẫn N thì :

Lỗ trống trong cung cấp dẫn phường sẽ đuổi theo cùng chiều năng lượng điện trường vào lớp nghèo.Electron vào lớp phân phối dẫn N đã chạy ngược chiều năng lượng điện trường vào lớp nghèo.Lúc này lớp nghèo gồm hạt mua điện cùng trở đề nghị dẫn điện. Bởi vậy, sẽ có được dòng điện chạy qua lớp nghèo từ bỏ miền bán dẫn p sang miền buôn bán dẫn N.

 

◊Quy ước:

Chiều loại điện qua lớp nghèo từ p. Sang N: Chiều thuận.Chiều dòng điện ko qua lớp nghèo từ N sang trọng P: Chiều ngược.

◊Ví dụ cấu tạo Điôt buôn bán dẫn cùng Transitor:

Một Transitor chứa ba lớp gồm bao gồm một chất cung cấp dẫn loại p kẹp thân hai buôn bán dẫn nhiều loại N (kiểu NPN), hoặc một buôn bán dẫn loại N kẹp thân hai buôn bán dẫn loại phường (kiểu PNP).

Một điện cực được tích hợp mỗi lớp nền: B (cực gốc),

 E (cực phát) với C (cực góp).

5. Lịch sử phát triển

◊Trước đây:

Lịch sử ra đười của linh kiện bán dẫn có thể bắt nguồn từ việc phát minh ra bộ chỉnh lưu vào thời điểm năm 1874.Qua các thập kỉ trên phòng thử nghiệm Bell sinh hoạt Mỹ đã phát minh sáng tạo ra bóng buôn bán dẫn xúc tiếp điểm vào thời điểm năm 1947, còn Shockley đã phát minh ra côn trùng nối trơn bán đem vào năm 1948. Điều này báo trước sự lộ diện của kỉ nguyên bóng phân phối dẫn.Năm 1946 laptop ENIAC đầu tiên trên quả đât được thành lập và hoạt động ở Mỹ với việc thực hiện 17468 cẳng chân không, 1500 rơ le, 10000 tụ điện, 70000 điện trở, có trọng lượng 27 tấn và chỉ chiếm 167m2 diện tích s sàn.

◊Sau khi được phát minh sáng tạo bởi Kilby

Việc cách tân và phát triển bóng bán dẫn được vạc triển mạnh khỏe đến năm 1959 mạch tích thích hợp lưỡng cực (IC) được phát minh bở Kilby của Texas Instruments cùng Noyse của Fairchild Semiconductor làm việc Mỹ, phân phát minh này có tác động bự đến lịch sử vẻ vang chất bán dẫn và nó ghi lại buổi bình minh của kỷ nguyên vi mạch. Với kích thước bé dại và trọng lượng nhẹ, IC được sử dụng rộng thoải mái trong nhiều loại thiết bị.

Hình hình ảnh máy vi tính đầu tiên trên trái đất ENIAC và laptop hiện nay

Năm 1967, Texas Instrument vẫn phát triển máy tính để bàn năng lượng điện tử thực hiện IC, tiếp sau đó là những nhà cấp dưỡng thiết bị tới từ Nhật Bản, “ trận chiến máy tính” khốc liệt tiếp tục diễn ra cho tới cuối trong những năm 1970.Việc tích hòa hợp IC thậm chí là còn tân tiến hơn nữa và mạch tích thích hợp quy mô to (LSI) đã làm được phát triển, các technology tiếp tục tiến bộ. VLSI ( tự 100 nghìn mang lại 10 triệu linh kiện điện tử trên mỗi chip) dược trở nên tân tiến vào trong thời hạn 1980 cùng ULSI(hơn 10 triệu linh kiện điện tử trên từng chip) được trở nên tân tiến vào những năm 1990.Vào những năm 2000, khối hệ thống LSI (LSI đa tác dụng có nhiều chức năng được tích vừa lòng trong một chip) sẽ được chuyển vào tiếp tế quy tế bào lớn. Lúc IC tiến tới năng suất cao và nhiều chức năng, nghành nghề ứng của nó càng ngày càng được mở rộng.Linh kiện cung cấp dẫn được sử dụng rộng thoải mái ở mọi nghành trong làng mạc hội và cung ứng cuộc sống hàng ngày.

6. Mạch tích hợp IC

Mạch tích hòa hợp IC là một trong thiết bị điện tử bao hàm nhiều thành phần tính năng như bóng chào bán dẫn, năng lượng điện trở, tụ điện…trên một miếng đế bán dẫn silicon và được đóng bí mật trong hộp có rất nhiều chân kết nối.Kích thước nhỏ tuổi nhất của các phần tử IC ở mức 10nanomet, rất là nhỏ.Những mẫu radio buôn bán dẫn ngày xưa gồm 1 mạch điện tất cả lắp các bóng phân phối dẫn, điện trở, tụ điện và điốt tách rạc, được nối dây cùng với nhau.IC hiện tại được tích hợp với thu nhỏ dại ở mức độ cao, kích thước khoảng 1/55000 và mặc tích bởi 3 phần tỷ diện tích của radio cung cấp dẫn ngày xưa.
Nhờ kĩ năng tích hòa hợp cao, những IC được tích đúng theo nhiều công dụng khác nhau đã cải thiện đáng kể công suất của thiết bị năng lượng điện tử.Trong quy trình sản xuất IC, các IC được chế tạo trên một tờ wafer silicon và kế tiếp được cắt thành nhiều chip IC. Những chip IC được đóng bí mật trong các hộp vị chúng quá nhỏ dại để links điện với bảng mạch in cùng cũng vì các chip IC sẽ ảnh hưởng hỏng nếu không được bảo vệ.Tùy nằm trong vào số lượng thành phần, IC được phân nhiều loại là LSI (tích hợp bài bản lớn), VLSI (tích thích hợp quy mô khôn cùng lớn), ULSI (tích hòa hợp quy mô rất lớn).

Xem thêm: Điện thoại iphone 13 pro max giá bán, iphone 13 pro max 128gb

7. Thiết bị bán dẫn công suất

Trong khi các thiết bị phân phối dẫn như CPU với LSI được áp dụng cho máy tính và bộ nhớ thì những thiết bị phân phối dẫn công suất được sử dụng để tinh chỉnh và chuyển đổi điện năng.Nói mang lại thiết bị buôn bán dẫn chúng ta thường nghĩ mang đến IC. Cơ mà thiết bị bán dẫn năng suất là thiết bị buôn bán dẫn có thể vận động dưới chiếc điện lớn, năng lượng điện áp cao, trái ngược với IC.Ví dụ, mạch điện được hotline là phát triển thành tần điều khiển tích điện điện để chạy động cơ được kết phù hợp với các thiết bị cung cấp dẫn năng suất gọi là Thyristor ngắt cổng (GTO) và bóng buôn bán dẫn lưỡng cực phương pháp điện (IGBT). Các thiết bị này bật/ tắt mối cung cấp vài trăm lần mang đến vài chục nghìn lần từng dây.

◊Ứng dụng

Biến tần được tích phù hợp IGBT và các thiết bị cung cấp dẫn hiệu suất khác được sử dụng trong các thiết bị gia dụng auto điều hòa không khí, tủ lạnh, tivi, lò vi song, nồi cơm trắng điện…Trong những năm gần đây, thiết bị cung cấp dẫn năng suất dải rộng dựa trên Si
C với Ga
N đã nhận được những sự chăm chú với tên gọi “ Thiết bị phân phối dẫn năng suất thế hệ tiếp theo”. Vì những thiết bị bán dẫn công suất này còn có mức tổn thất điện năng rẻ hơn đáng chú ý so với các thiết bị buôn bán dẫn năng suất dựa trên silicon nên những thiết bị bán dẫn công suất mới này còn có thể nâng cao hiệu suất cung ứng điện cùng giảm size thiết bị.Các thiết bị cung cấp dẫn hiệu suất thế hệ tiếp sau đang được dịch vụ thương mại hóa dự kiến sẽ có được những cách tân hơn nữa về hiệu suất của cá sản phẩm điện tử công suất.

 

Thế nào là chất chào bán dẫn? đặc thù và ứng dụng ra sao?

Chất bán dẫn là một trong khái niệm quan trọng đặc biệt trong lĩnh vực technology và năng lượng điện tử hiện nay đại. Nhưng nạm nào là chất bán dẫn? Và số đông tính chất tương tự như ứng dụng ra sao? raotot.com để giúp bạn khám phá sâu nhằm hiểu hơn lý do nó lại trở thành gốc rễ của cuộc biện pháp mạng công nghiệp 4.0 nhé.

1. Thế nào là chất bán dẫn? đặc điểm ra sao?

Chất cung cấp dẫn, còn được gọi là Semiconductor, là một trong loại vật dụng liệu có tác dụng dẫn điện tại một mức độ trung gian giữa chất dẫn điện cùng chất bí quyết điện. Nó rất có thể là những nguyên tố trong sáng như silic tuyệt germanium, hoặc là những hợp hóa học như gallium arsenide với cadmium selenide. Tính chất của chất buôn bán dẫn bao gồm thể đổi khác khi được pha thêm các tạp chất.

Ban đầu, chất buôn bán dẫn vận động như một chất phương pháp điện ở nhiệt độ rất thấp, nhưng mà khi nhiệt độ độ tăng thêm sẽ bước đầu dẫn điện. đặc thù này khiến cho chất cung cấp dẫn đổi thay một vật liệu lý tưởng để sử dụng trong các thiết bị điện tử.

 Chất buôn bán dẫn là thiết bị liệu có chức năng dẫn điện ở một mức độ trung gian giữa chất dẫn điện và chất phương pháp điện

Một trong những đặc điểm đặc trưng của chất phân phối dẫn là tài năng điều chỉnh và sửa đổi tính chất của nó trải qua việc pha thêm những tạp chất. Điều này được cho phép tạo ra những thiết bị phân phối dẫn như thay đổi năng lượng, cỗ khuếch đại và gửi mạch.

Chất cung cấp dẫn cũng đều có một số lợi thế so cùng với chất phương pháp điện và chất dẫn điện khác. Nó có tỷ lệ tổn thất năng lượng điện năng thấp rộng so với chất cách điện, đồng thời bao gồm kích thước bé dại hơn cùng trọng lượng dịu hơn. Điện trở suất của chất phân phối dẫn cao hơn nữa so với chất dẫn điện, nhưng nhỏ hơn so với chất biện pháp điện. Bên cạnh ra, khi ánh nắng mặt trời tăng, năng lượng điện trở của chất cung cấp dẫn bớt và ngược lại.

2. Phân loại các chất buôn bán dẫn 

Có hai nhiều loại chất phân phối dẫn là chất chào bán dẫn tinh khiết và chất cung cấp dẫn pha tạp chất.

2.1. Chất chào bán dẫn tinh khiết

Chất bán dẫn tinh khiết, hay còn gọi là chất bán dẫn thuần, là các loại chất cung cấp dẫn không đựng tạp chất, ví như silic với germani. Nó cũng được biết mang đến là chất buôn bán dẫn nguyên tố đội IV. Mỗi nguyên tử của các nguyên tố này có 4 electron làm việc lớp vỏ không tính và liên kết với các nguyên tử chào bán dẫn khác thông qua liên kết cộng hóa trị. Vấn đề này tạo ra một cấu tạo bán dẫn trung hòa điện ở ánh nắng mặt trời thấp.

Đặc điểm quan trọng của chất chào bán dẫn trong sáng là năng lượng điện trở suất không nhỏ ở ánh sáng thấp và bớt đáng nhắc khi ánh nắng mặt trời tăng lên. Độ dẫn năng lượng điện của chất phân phối dẫn thuần khiết cũng tăng theo xác suất với sức nóng độ. Hệ số nhiệt năng lượng điện trở của chất buôn bán dẫn tinh khiết có giá trị âm.

Chất bán dẫn thuần khiết là một số loại chất phân phối dẫn không chứa tạp chất

2.2. Chất phân phối dẫn gồm pha thêm tạp chất

Ngoài chất cung cấp dẫn tinh khiết, còn có hai loại chất cung cấp dẫn trộn tạp khác:

Chất bán dẫn loại P

Chất chào bán dẫn loại P, hay có cách gọi khác là chất bán dẫn dương, chứa tạp hóa học là các nguyên tố thuộc team III. Khi tạp hóa học như boron được tích hợp vào cấu tạo tinh thể, nó chỉ hỗ trợ ba electron, tạo nên một lỗ trống mang điện tích dương. đông đảo lỗ trống này hoàn toàn có thể liên kết với những nguyên tử chào bán dẫn khác và chế tác thành chất chào bán dẫn loại P. 

Các nguyên tử chất phân phối dẫn loại p. Này rất có thể liên kết với tư nguyên tử silicon lân cận thông qua link cộng hóa trị. Chất phân phối dẫn loại phường có đặc thù dương vì có sự hiện diện của những lỗ trống sở hữu điện tích dương.

Chất bán dẫn một số loại N

Trái ngược với chất buôn bán dẫn một số loại P, chất chào bán dẫn loại N, hay có cách gọi khác là chất bán dẫn âm, đựng tạp chất là các nguyên tố thuộc đội V. Khi 1 lượng nhỏ dại chất bán dẫn có hóa trị V như photpho có thêm vào cấu tạo tinh thể của silic, mỗi nguyên tử photpho sẽ liên kết với tư nguyên tử silicon ở kề bên thông qua links cộng hóa trị. 

Tuy nhiên, bởi photpho có 5 electron vào lớp vỏ hóa trị, chỉ tất cả bốn trong số đó được liên kết, còn electron hóa trị lắp thêm năm vươn lên là điện tử trường đoản cú do. Chất cung cấp dẫn nhiều loại N được tạo ra theo bí quyết này sở hữu điện tích âm.

3. Những ứng dụng của chất phân phối dẫn trong nghề công nghiệp hiện nay đại 

Chất buôn bán dẫn tất cả vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp hiện tại đại, đặc biệt là trong việc sản xuất những thiết bị và linh kiện điện tử. Cùng với tính chất quan trọng đặc biệt của mình, chất bán dẫn đóng góp không nhỏ dại vào sự cải cách và phát triển của technology số cùng các thành phầm tiêu sử dụng kỹ thuật số.

Một một trong những chất cung cấp dẫn phổ biến nhất hiện thời là Silicon (Si). Silicon được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các linh kiện điện tử, như transistor trong chip điện tử. Chất này đóng vai trò quan trọng trong việc cách tân và phát triển các thiết bị như điện thoại thông minh di động, đồ vật tính, xe hơi, máy cất cánh và các sản phẩm technology khác. Silicon được lựa chọn các vì chi tiêu phải chăng và quy trình tinh chế dễ dàng dàng.

Chất chào bán dẫn gồm vai trò đặc biệt quan trọng trong sản xuất các thiết bị và linh kiện điện tử

Tuy nhiên, tất cả một sự nhầm lẫn phổ cập giữa Silicon với Silicone. Hai chất này không hề giống nhau. Silicon là 1 trong chất tự nhiên có tính phân phối dẫn, trong khi Silicone là một loại polymer được tổng hợp từ Silicon, Oxygen và những nguyên tố chất hóa học khác, hay là Carbon và Hydrogen. Silicone thường có dạng chất lỏng hoặc dẻo tương tự như như cao su đặc và có tác dụng cách điện tốt.

Với tính chất bán dẫn đặc biệt, Silicon nhập vai trò đặc biệt quan trọng trong việc dẫn điện. Trong những khi đó, Silicone, với tính chất cách năng lượng điện tốt, thường được sử dụng trong các ứng dụng cần tính chất cách điện và bọn hồi, ví dụ như trong phân phối các bộ phận cách điện mang đến thiết bị điện tử.

4. Lý do nào khiến chất cung cấp dẫn được dùng để làm sản xuất con chip?

Chất buôn bán dẫn có chức năng dẫn điện và đồng thời có đặc điểm cách điện, góp nó biến chuyển lựa lựa chọn lý tưởng để tinh chỉnh và điều khiển dòng điện. Trong các chip điện tử, nguyên tắc hoạt động dựa bên trên việc bật và tắt dòng năng lượng điện để tạo thành các dấu hiệu và tính năng khác. Cũng chính vì vậy, chất cung cấp dẫn là vật tư lý tưởng để tạo ra các cpu điện tử, bởi vì nó chất nhận được điều khiển chiếc điện tắt bật vào thời gian chính xác.

Chất phân phối dẫn là vật liệu lý tưởng để tạo thành các cpu điện tử

Mong rằng bài viết trên của raotot.com đã giúp bạn hiểu rõ rộng về chất cung cấp dẫn và vai trò của nó trong ngành công nghiệp chế tạo điện tử. Cảm ơn sự thân thiện và hi vọng sẽ có cơ hội gặp lại bạn giữa những chủ đề chuẩn bị tới.