Halvledarmaterial. Vad är de och vad är de till för?

Anonim

Relativt okända för de flesta, halvledarmaterial (i detta fall deras brist) har legat till grund för den senaste krisen som bilindustrin har upplevt.

I en tid då bilar alltmer tar till kretsar, chips och processorer, har bristen på halvledarmaterial lett till produktionsförseningar, löpande bandstopp och sökandet efter "genialiska" lösningar som den som Peugeot hittade för 308:an.

Men vad består dessa halvledarmaterial av, vars brist har tvingat fram produktionsstopp i bilindustrin? Vilka typer av användningsområden har de?

Vad är?

Kort sagt, så långt det är möjligt definieras ett halvledarmaterial som ett material som antingen kan fungera som en elektrisk strömledare eller som en isolator beroende på olika faktorer (såsom omgivningstemperatur, det elektromagnetiska fält som det utsätts för, eller dess egen molekylär sammansättning).

Hämtade från naturen finns det flera grundämnen i det periodiska systemet som fungerar som halvledare. De mest använda i branschen är kisel (Si) och germanium (Ge), men det finns andra som svavel (S), bor (B) och kadmium (Cd).

När de är i ett rent tillstånd kallas dessa material inneboende halvledare (där koncentrationen av positivt laddade bärare är lika med koncentrationen av negativt laddade bärare).

De som mest används i branschen kallas yttre halvledare och de kännetecknas av införandet av en förorening - atomer av andra material, såsom fosfor (P) - via en dopningsprocess, som gör att de kan kontrolleras utan att sålla igenom de minsta detaljerna (det finns två typer av föroreningar som resultera i två typer av halvledare, "N" och "P"), deras elektriska egenskaper och ledning av elektrisk ström.

Vilka är dina applikationer?

När man ser sig omkring finns det flera objekt och komponenter som behöver halvledarmaterialens "tjänster".

Dess viktigaste tillämpning är vid tillverkning av transistorer, en liten komponent som uppfanns 1947 som ledde till en "elektronisk revolution" och används för att förstärka eller utbyta elektroniska signaler och elektrisk kraft.

Transistor skapare
John Bardeen, William Shockley och Walter Brattain. Transistorns "föräldrar".

Denna lilla komponent, tillverkad av halvledarmaterial, ligger till grund för produktionen av chips, mikroprocessorer och processorer som finns i alla elektroniska enheter som vi lever med på en daglig basis.

Dessutom används halvledarmaterial också vid tillverkning av dioder, de vanligaste inom bilindustrin är lysdioder, allmänt kända som LED (ljusemitterande dioder).

Läs mer