Czym są półprzewodniki?

Od czasu odkrycia elektryczności wiedziano, że istnieją materiały, które umożliwiają przepływ prądu w jednym kierunku i uniemożliwiają go w przeciwnej biegunowości.

W latach 40. odkryto właściwości krzemu. Pierwiastek chemiczny bardzo obfity w przyrodzie, czysty krzem ma tendencję do tworzenia struktury stabilny krystaliczny, którego elektrony tworzą pełne orbity, co nie pozwala na przepływ prądu elektryczny. Ale kiedy dodasz zanieczyszczenie z pierwiastka, który ma zbyt wiele elektronów, takich jak arsen lub zbyt mało, takich jak ind (atomy o niepełne orbity), powstaje materiał z wolnymi elektronami (półprzewodnik typu N) lub z dziurami elektronowymi (półprzewodnik Typ P).

Kiedy półprzewodnik N łączy się z półprzewodnikiem P, mamy złącze NP, diodę, która pozwoli prądowi przepływać w jednym kierunku, ale jeśli polaryzacja zostanie odwrócona, prąd nie przepłynie. W 1948 roku przeprowadzono eksperymenty z połączeniem trzech warstw, w kolejności NPN i PNP, tworząc pierwsze tranzystory.

Odkrycie tranzystora zrewolucjonizowało przemysł elektroniczny, umożliwiając pierwsze miniaturyzacja urządzeń, choć trzeba było je dalej montować wraz z resztą elementów w a tablica elektroniczna.

W latach 60. odkryto, że inne części mogą być również miniaturyzowane i montowane razem z półprzewodnikami w tym samym opakowaniu: to narodziny Układ scalony, który mógłby obsłużyć wszystkie funkcje większego układu, ale na znacznie mniejszej powierzchni, pozwalając na tworzenie coraz większej liczby urządzeń. złożony.

Dzięki temu dekadę później pojawił się pierwszy mózg komputerowy oparty na półprzewodnikach, znacznie lepszy ten, dzięki któremu komputer ENIAC działał, oparty na lampach próżniowych, ale nieskończenie mniejszy i wydajniejszy; w ten sposób narodził się mikroprocesor.