Co jsou to vnitřní polovodiče?

Vnitřní polovodiče jsou čistou formou prvků, které obvykle mají čtyři valenční elektrony. Může být proveden speciální postup, aby se vnitřní polovodiče staly polovodičem negativním (N) nebo pozitivním (P). Použití polovodičů typu P a N zahrnuje tranzistory bipolárního přechodu (BJT), tranzistory s polním efektem (FET) a křemíkem řízené usměrňovače (SCR).

Dobré vodiče elektřiny, jako je měď, snadno ztratí elektrony k jiným atomům uvnitř materiálu, zatímco polovodiče jsou částečně vodivé a částečně izolační. Jak křemík, tak germanium jsou prvky se čtyřmi valencemi. Křemík je běžným materiálem pro polovodiče, i když germanium se také používá pro vysokofrekvenční aplikace. Rozdíl mezi křemíkem a germaniem je ten, že pokles dopředného napětí v germaniu je asi 0,2 V (V), ve srovnání s 0,7 V v křemíku.

Při výrobě vlastních polovodičů se křemík taví při velmi vysoké teplotě v inertním plynu nebo ve vakuu. Výsledný roztavený materiál vypadá velmi podobně jako roztavené sklo. Prostřednictvím procesu zvaného pěstování spřádací pěstitel pomalu táhne roztavený křemík do vnitřního materiálu křemíku ve formě tyče o průměru několika palců.

Vnitřní silikonové materiály, nazývané nedopované polovodiče, vnitřní polovodiče typu i) nebo vnitřní polovodiče, jsou pro elektronický průmysl málo užitečné. Užitečná forma křemíku je výsledkem přidání zvláštních prvků, známých jako dopující látky, do procesu zvaného doping, kde se přidávají dopující látky, jako je fosfor nebo bor, zatímco je křemík stále roztavený. Když je fosfor přidán do křemíku, extra elektron dělá z křemíku polovodič typu N. Dalším krokem po pěstování křemíkové tyče typu N je krájení, přičemž skleněný materiál ve tvaru tyče bude krájen na tenké křemíkové plátky. Při krájení velmi tvrdého materiálu, jako je křemík dopovaný fosforem, se používají speciální techniky, jako je povrchová akustická vlna (SAW).

Křemíkové plátky generované krájením mohou být popsány na ose x a poté na ose y, což má za následek obrovské množství polovodičů typu N. Později jsou polovodiče typu P vyráběny a připraveny pro montáž. V tomto okamžiku byly vnitřní polovodiče transformovány na vnější polovodiče. Nejjednodušší sestava polovodiče typu N a typu P je křivka pozitivní-negativní (PN) známá jako dioda, která je jako jednosměrný ventil. Spoj PN, který byl vytvořen kontaktem polovodiče typu N a typu P, má nyní zvláštní charakteristiku známou jako jednosměrná vodivost.