Почему полупроводниковые свойства кремния обусловлены при создании транзисторов и диодов из кремниевых пластин?

Antonovna

39

Полупроводниковые свойства кремния играют ключевую роль при создании транзисторов и диодов из кремниевых пластин по нескольким причинам.

Во-первых, кремний (Si) является элементом, который обладает промежуточными свойствами между проводниками и диэлектриками в терминологии электропроводности. Это означает, что кремний может проявлять как проводящие, так и непроводящие свойства в зависимости от условий окружающей среды.

Во-вторых, структура атомов кремния позволяет ему быть полупроводником. Кремний имеет четыре внешние электрона в своей валентной оболочке, что позволяет ему образовывать ковалентные связи с четырьмя соседними атомами кремния. Это создает кристаллическую структуру, называемую кремниевым кристаллом.

В третьих, электронная структура кремния позволяет контролировать проводимость для создания транзисторов и диодов. Путем добавления примесей (называемых электронными акцепторами и донорами) можно изменять концентрацию электронов или дырок в кремнии. Это называется процессом легирования.

Транзисторы из кремния, например, имеют структуру p-n перехода, который образуется путем изменения легирования кристалла кремния по его длине. Это создает два типа областей: типа p (положительной) и типа n (отрицательной) проводимости. При наличии внешнего обратного смещения, транзистор становится изолятором, а при прямом смещении - проводящим.

Диоды из кремния также основаны на p-n переходе. При прямом смещении, электроны из n-области могут перейти в p-область, образуя электрический ток. При обратном смещении, электроны не могут переходить из p-области в n-область, что приводит к блокировке потока тока.

Таким образом, полупроводниковые свойства кремния позволяют создавать транзисторы и диоды с помощью легирования и создания p-n переходов. Они играют важную роль в электронных устройствах, таких как компьютеры, микрочипы и другие электронные системы.