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Halbleiter sind Materialien, die keine elektrischen oder isolierenden Leiter sind, sondern je nach den Bedingungen, wie der Temperatur, zwischen diesen beiden Funktionen wirken. Die Möglichkeit, die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern zu variieren, hat das Design und die Fähigkeiten moderner Elektronik revolutioniert und kleinere und schnellere Geräte geschaffen. Die Eigenschaften von Halbleitern hängen in hohem Maße von den Elementen ab, aus denen sie bestehen.
Vorteile
Vakuum-Glasröhren, die Halbleitern vorausgingen, wurden verwendet, um elektrischen Strom durch elektronische Geräte wie Radios zu leiten. Laut FactsonFile.com waren Vakuumröhren im Vergleich zu Halbleitern groß, fragil und schwer zu handhaben. Die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern wurden erstmals in den 1870er Jahren beobachtet und bilden die Grundlage der integrierten Schaltung, die auch als Computerchip bezeichnet wird. Die Chips sind viel kleiner als die Vakuumröhren und können mit viel weniger Energie viel mehr Funktionen ausführen.
Verschiedene materialien
Nach Angaben der Semiconductor Industry Association ist Silizium das am häufigsten verwendete Element in Halbleitern. Silizium ist im reinen Zustand fast ein Isolator. Seine elektrische Leitfähigkeit kann jedoch durch Dotierung erhöht werden, was sich auf das Einbringen kleiner Mengen anderer Materialien in das Basismaterial bezieht, um einen anderen Halbleitertyp zu erzeugen. Durch die Kombination verschiedener Halbleiter können Richtung und Fluss der elektrischen Signale sorgfältig reguliert werden, was für Computer, Fernsehgeräte, Radios und andere elektronische Geräte unabdingbar ist, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
Typen
Ein intrinsischer Halbleiter ist wie der von elementarem Silizium in reinem Zustand.Dopar ein intrinsischer Halbleiter erzeugt einen extrinsischen Halbleiter mit unterschiedlichen Eigenschaften. Verbund- oder Bandhalbleiter, die aus der Kombination zweier reiner Halbleitermaterialien wie Silizium und Germanium hergestellt werden, ergeben eine breitere Palette von Eigenschaften, die gemäß der Fulton School of Engineering auf spezifische Anforderungen zugeschnitten werden können.
Zusätzliche Informationen
So wie durch Dotierung mit minimalen Mengen an Bor oder Phosphor beabsichtigte Modifikationen in einem Siliziumhalbleiter erzeugt werden, führt die Verunreinigung durch unerwünschte Verunreinigungen zu unerwünschten Änderungen der elektrischen Eigenschaften, die schwerwiegend sein können. Aus diesem Grund müssen Halbleiter unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen hergestellt werden. Das zur Herstellung von Halbleitern verwendete Silizium wird auch speziell für diesen Zweck gezüchtet, obwohl das natürliche Silizium sehr reichlich ist.