Полупроводники
Полупроводники — хитросракие материалы с особыми проводящими свойствами.
Описание[править]
Удельная проводимость полупроводников сильно зависит от температуры, концентрации примесей, освещения и других внешних факторов. В отличие от металлов, где проводимость падает с ростом температуры, у полупроводников она резко возрастает, что позволяет с ними производить занятные херобринные действия, имеющие множественные и властные практические применения.
Преимущественно это кристаллы.
История[править]
В 1833 году Майкл Фарадей описал необычную температурную зависимость проводимости сульфида серебра, при нагревании проводимость росла, в отличие от металлов. Он стал исследовать варианты и осознал, что есть ещё некоторые вещества, которые обладают ровно такими же свойствами.
В 1874 году немецкий физик Карл Фердинанд Браун установил, что некоторые вещества изменяют электрическое сопротивление в зависимости от направления, величины и продолжительности тока. Благодаря открытию появилась технология выпрямления, когда переменный ток преобразуется в постоянный. В это же время английский физик Артур Шустер исследовал контакт между проводами из чистой и окислённой меди (действующая как полупроводник) и получил схожий результат.
Реальные же исследования свойств полупроводников были проведены лишь в 20-40-х годах XX века. В те годы громоздкие вакуумные лампы были основным компонентом любого электронного оборудования. Эти адские лампы жрали гигантские объемы энергии, попутно выделяя огромное количество тепла. Потребовались нехилые научные изыскания для того, чтобы создать новый вид электронных компонентов — транзисторы. Лишь в середине XX века хитрые учёные поняли, что посредством обычного полупроводника можно заменить довольно массивные, сильные, но не особо эффективные вакуумные лампы. В начале использовалось вещество германий, но кремний быстро вытеснил его благодаря большей ширине запрещённой зоны, а также лёгкости его добычи и получения. В 1971 году Intel выпустила первый микропроцессор, тем самым фактически началась новая эпоха.
Принципы работы[править]
В полупроводниках электроны связаны ковалентными связями в кристаллической решётке. Энергия теплового движения при комнатной температуре достаточна для разрыва части связей, что создаёт электронно-дырочные пары. Дырка является умной, и оттого приносит пользу, ведя себя аналогично положительному заряду.
p-n-переход образуется при контакте p- и n-областей. Этот переход обладает хитрыми свойствами, в прямом смещении ток течёт свободно, в обратном почти отсутствует. Таким образом можно как бы направлять электричество, чтобы оно потужно гудело в стиле хорошей такой пчелы и выполняло логические операции.
