อุปกรณ์กึ่งตัวนำที่แท้จริงคืออะไร

เซมิคอนดักเตอร์ภายในนั้นเป็นองค์ประกอบที่บริสุทธิ์ซึ่งมักจะมีอิเลคตรอนวาเลนซ์สี่ตัว กระบวนการพิเศษสามารถทำได้เพื่อทำให้เซมิคอนดักเตอร์ที่อยู่ภายในกลายเป็นลบ (N) -type หรือบวก (P) -type เซมิคอนดักเตอร์ การใช้เซมิคอนดักเตอร์ P-type และ N-type รวมถึงทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก (BJT), ทรานซิสเตอร์ภาคสนาม (FET) และวงจรเรียงกระแสซิลิคอนควบคุม (SCR)

ตัวนำไฟฟ้าที่ดีเช่นทองแดงจะสูญเสียอิเล็กตรอนไปยังอะตอมอื่น ๆ ภายในวัสดุได้อย่างง่ายดายในขณะที่สารกึ่งตัวนำกำลังตัวนำและฉนวนบางส่วน ทั้งซิลิคอนและเจอร์เมเนียมเป็นองค์ประกอบสี่วาเลนซ์ ซิลิคอนเป็นวัสดุพื้นฐานสำหรับเซมิคอนดักเตอร์แม้ว่าเจอร์เมเนียมยังใช้สำหรับการใช้งานความถี่สูง ความแตกต่างระหว่างซิลิกอนกับเจอร์เมเนียมคือแรงดันไปข้างหน้าในเจอร์เมเนียมอยู่ที่ประมาณ 0.2 โวลต์ (V) เมื่อเทียบกับ 0.7 โวลต์ในซิลิคอน

เมื่อทำสารกึ่งตัวนำที่แท้จริงซิลิคอนจะถูกละลายที่อุณหภูมิสูงมากในก๊าซเฉื่อยหรือสูญญากาศ วัสดุหลอมเหลวที่เกิดขึ้นมีลักษณะเหมือนแก้วหลอมเหลวมาก ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการปลูกผู้ปลูกที่หมุนช้าๆจะดึงซิลิคอนที่หลอมเหลวลงในวัสดุที่อยู่ภายในของซิลิคอนในรูปแบบของแท่งประมาณเส้นผ่านศูนย์กลางไม่กี่นิ้ว

วัสดุซิลิกอนที่อยู่ภายในเรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์ที่ไม่มีการเจือจางเซมิคอนดักเตอร์ชนิดที่อยู่ภายใน (i) - เซมิคอนดักเตอร์ชนิดที่มีอยู่จริงหรือเซมิคอนดักเตอร์ที่แท้จริงมีการใช้เพียงเล็กน้อยกับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ รูปแบบที่มีประโยชน์ของซิลิกอนเป็นผลมาจากการเพิ่มองค์ประกอบพิเศษที่เรียกว่า dopants ในกระบวนการที่เรียกว่า doping ซึ่ง dopants นั้นสารเจือปนเช่นฟอสฟอรัสหรือโบรอนจะถูกเพิ่มในขณะที่ซิลิคอนยังคงหลอมเหลว เมื่อเติมฟอสฟอรัสลงในซิลิคอนอิเล็กตรอนเสริมจะทำให้ซิลิคอนเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ขั้นตอนต่อไปหลังจากที่แท่งซิลิคอนชนิด N ถูกปลูกแล้วจะถูกหั่นซึ่งวัสดุที่มีรูปร่างคล้ายแก้วจะถูกหั่นเป็นชิ้น ๆ เพื่อผลิตเวเฟอร์ซิลิกอนบาง ๆ เทคนิคพิเศษเช่นคลื่นเสียงพื้นผิว (SAW) ใช้ในการตัดวัสดุที่แข็งมากเช่นซิลิคอนเจือฟอสฟอรัส

เวเฟอร์ซิลิกอนที่เกิดจากการแบ่งอาจถูกเขียนบนแกน x และจากนั้นบนแกน y ทำให้เกิดเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ในปริมาณมาก ต่อมาเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P ยังผลิตและจัดทำพร้อมสำหรับกระบวนการประกอบ ณ จุดนี้เซมิคอนดักเตอร์ที่แท้จริงได้รับการเปลี่ยนเป็นเซมิคอนดักเตอร์ภายนอก การประกอบที่ง่ายที่สุดของ N-type และเซมิคอนดักเตอร์ P-type เป็นทางแยกบวกลบ (PN) ที่เรียกว่าไดโอดซึ่งเป็นเหมือนวาล์วทางเดียว ทางแยก PN ที่สร้างขึ้นโดยการติดต่อของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N และ P ขณะนี้มีคุณสมบัติพิเศษที่เรียกว่าการนำทางเดียว