semi-conducteurs électroniques sont des dispositifs qui utilisent les propriétés particulières des éléments semi-conducteurs tels que le silicium et le germanium. Le premier semi-conducteur est une diode constituée d'un cristal de germanium et a été utilisé dans les récepteurs radio. Après la Seconde Guerre mondiale, le transistor a été développé par John Bardeen, Walter Houser Brattain et William Bradford Shockley, aux Bell Labs en 1947. En 1956, ils ont reçu le prix Nobel de physique pour leur invention.
Conduction de l'électricité
L'électricité est le flux d'électrons. métaux vrais, tels que la conduite de cuivre d'électricité parce que leurs électrons peuvent facilement se déplacer d'un atome à l'autre. Semi-conducteurs ne possèdent pas cette propriété. Au lieu de cela, les liens entre leurs atomes sont assez forts pour tenir sur leurs électrons et les empêcher de se déplacer à travers le matériau.
Electrons introduits dans la structure cristalline peuvent se déplacer à travers elle, si suffisamment de force - tension - est derrière le flux d'électrons. La tension donne des électrons dans l'énergie suffisante de matériau semi-conducteur à quitter la portée de leurs atomes et se déplacer à travers le cristal.
P et N Matériau
Un semi-conducteur électronique utilise deux types de matériaux dits positifs et négatifs, appelés P et N. commence par la fabrication d'un cristal pur d'un matériau semiconducteur tel que du silicium. D'autres éléments sont introduits pour modifier le matériau semi-conducteur dans un processus appelé dopage.
Les fabricants doper une partie du semi-conducteur avec une substance de sorte qu'il a une charge positive et accepte des électrons dans sa structure facilement. matériau négatif est dopé d'avoir une charge négative qui repousse les électrons. Le point où les deux matériaux se rencontrent est appelé la jonction PN. La jonction PN est le cœur de chaque dispositif semi-conducteur électronique.
Comment cela fonctionne
Lorsqu'un courant électrique est appliqué au matériau P, accumulent des électrons dans le matériau semi-conducteur P. Le matériau N résiste aux électrons, car il a déjà une charge négative. Lorsque la tension atteint un niveau minimal - environ 0,7 volts pour du silicium - elle permet de surmonter la résistance du matériau N permettant aux électrons de circuler à travers elle. Ceci est le fonctionnement de base d'une diode - un semi-conducteur électronique qui permet uniquement le passage du courant dans une seule direction.
Transistors sont faites avec trois régions du P et du matériel N disposées en couches alternées. Un transistor NPN a deux couches négatives avec une couche positif pris en sandwich entre eux. Un transistor PNP est à l'opposé. Appliquer un courant à la couche intermédiaire - appelée la base - et vous tournez le transistor sur. Cela permet au courant de passer de la couche d'entrée - le collecteur - à la couche de sortie - l'émetteur. De cette façon un transistor fonctionne comme un interrupteur. Toutefois, si la tension de base est suffisamment élevée, elle ajoute à la tension de collecteur et l'amplifie.
Semiconductor Evolution
semi-conducteurs électroniques ont commencé comme des dispositifs simples dans de petits paquets. Ils ont commencé à remplacer les tubes à vide et plus tard ont trouvé leur chemin dans les ordinateurs, les radios et les télévisions. Plus tard, il est devenu pratique courante de mettre un certain nombre de dispositifs dans un seul paquet, ou puce. Le nombre d'appareils emballés sur une seule plaquette de semi-conducteurs a augmenté d'un ou deux dans les années 1950 à plus de 560 millions sur une puce de processeur Intel Core et la technologie est encore en développement.
Semi-conducteurs se trouvent dans presque tous les appareils électroniques, de lecteurs de musique sur les téléphones cellulaires et les ordinateurs. Ils permettent d'écouter de la musique à partir d'un appareil plus petit qu'une carte de crédit, envoyer un message texte à un ami de l'autre côté du monde et naviguer sur Internet pour obtenir des informations.