Fundici i fundamentali
Panorama
A tecnulugia muderna hè fatta pussibuli grazia à una classa di materiali chjamati semicutturi. Tutte e cumpunenti attivu, circuiti integrati, microchipi, transistorsi, è ancu parechji sensori sò custruiti cù materiale semiconductor. Mentri u silicuu hè u materialu più largu è cunnisciutu di u semicutruduceru usatu in l'elettronica, una varietà wiesa di semicuttuttori hè utilizatu cum'è Germanium, Arsenide di Galliu, Silicon Carbide, è ancu semicuttuttori organici. Ogni mutaghere ponu parechji vantaghji à a tavula, cum'è a rapportu di u costu / rapportu, l'operazione d'alta veloce, a temperatura alta o a risposta desiderate à un signalu.
Semiconductors
Hè ciò chì facenu semicuttuttori sò utile hè a capacità di accuncià pricisu di e proprietà elettricità è u cumpurtamentu duranti u prucessu di fabricazione. Propizziu di i semicunduri sò cuntrullati da aghjunghje quantità picca di impurezzi in u semicundutturate per un prucessu chjamatu doping, cù impurte diverse è cuncintrazioni pruducini diverse effetti. Per cuntrollu u doping, a manera chì un currente electricu si move per un semicundatore pò esse cuntrullatu.
In un cunduttori tipicu, cum'è copre, l'elettroni portanu l'attuali è agisce cum'è u cumpagnu di tariffu. In i semicutturi elettroni è i «buchi», l'absenza di un 'elettore, ponu cum'è carri charge. Per cuntrollu u dopimentu di u semicundutturi, a cunnuttività, è u trasportatore di a sopra pò esse adattatu per esse l'elettore o un pirtore fundatu.
Ci hè dui tipi di doping, N-tipu è P-type. Nti tipi di dopanti, tipicamente fòsculus o arsenicus, sò cinqui electroni, chì quandu si aghjùscenu à un semicundore furnisce un electronu extra. Siccomu l'elettroni anu un impurtante negativu, un materialu stappiutu stu modu hè chjamatu N-tipu. Pò dopanti tipu, cum'è boru è galiumu, sò solu cù trè electroni chì anu in a mancanza di un electru in u cristal semicunduttore, chì creanu un burato o una cumbia positiva, da induve u nome P. Tanti dummanti tipu è P-dopanti, ancu in quantità minima, facenu un semicundatore un corpu duvolu. In ogni casu, i semicutturi tip N è P sò micca speciale per elli, solu per i diritti di decente. In ogni casu, quandu si mette in cuntattu cù l'altri, formant una junction PN, vi cunsiglii assai diffirenti è assai utile.
U Diode Junction PN
Una junction PN, a diferenza di ogni materiale separatu, ùn hè micca cum'è un corpu. Puderà ùn permettà u currente per fluttere in ogni direzione, una junction PN permette solu un flussu di currenti in una direzzione, creendu un diodu basu. Appliunzendu una volta in una junction PN in a direzione avanta (aiutu di preghjudiziu) aiuta à l'elettroni in a regione N-tipu combine cù i toti in a regione P-type. Tentà rivolversà u flussu di corrente (preaszione inversa) à traversu u diode forza l'elettroni è furmulare a parte chì impediscenu u currente di falà in l'intruduce. Cuntrucà unioni PN in altri viaghji apre i porti à cumpunenti cumpunenti di semicunduri, cum'è u transistor.
Transistorsi
Un transistor di basa hè fatta da a cumminazione di l'intrugliu di trè pezzi di u N-tipu è P d'altri prudutte in quantu chì i dui usati in un diodu. Cumbattinu di sti materie cede u transistor NPN è PNP chì sò cunnisciuti cum'è transistorsu junction bipolari o BJT. U centru, o basa, regione BJT li permette u transistor per esse funziunate cumu un mutivu o amplificatore.
Mentri i transistors NPN è PNP puderanu pare cù dui diodi misurati à u ritornu, quale puderia bluccari tutti i currenti di sbulicà in ogni direzione. Quandu u centru cintrali hè avantamente preghjudiziu per chì una piccula correnti scorri da u centru cintrali, i pruprietà di u diodu furmatu cù u centru centru cambienu per permettenu un corrimu di più grande chì fluttere in tuttu u gailu tutale. Stu cumpurtamentu dà un transistoru a capacità per amplifying i currenti petri è per esse cumportamentu chì cambienu una fonte di corrente o fora.
A varietà di tipi di transistorsi è altri apparenti di semicundutturi ponu esse fatte cù cunghjuntà unificazione PN in una quantità di manere, da avanzati, funziunale di transistorsi à i diodes controlati. I seguenti sò pocu di i cumpunenti cumposti da i cuncitazioni currotte di cunnessione PN.
- DIAC
- Laser diode
- Diode emissione di luci (LED)
- U ghjornu di Zener diode
- U transistor di Darlington
- U transistor di terrenu, cumpresu MOSFETs
- IGBT transistor
- Riceverificazione cuntrullata à siliciu (SCR)
- Circuit integrati (IC)
- Microprocesseur
- Memoria Digital - RAM è ROM
Sensors
In più di u cuntrollu attuali chì i semicuttutturi permettenu, anu ancu i propietati chì facenu per i sensorii effittiva. Puderanu esse sensibilati à i cambiamenti di temperatura, pressione è lumera. Un cambià di resistenza hè u tipu cumuni di più cumuni per un sensoru semi-conductiu. Uni pochi di i tipi di sensori fatti pussibuli da i propietati di i semicunduttori sò numatti quì sottu.
- Hall sensor (sensor di campo magnetic)
- Thermistor (sensor temperature resistive)
- CCD / CMOS (sensor di l'imagine)
- Photodòode (sensor light)
- Photoresistore (sensor light)
- Pezoresistivu (sensorii di pressa / sizzioni)