Czym są półprzewodniki (materiały półprzewodnikowe)?

[Komentator]

Półprzewodniki to bardzo dziwne materiały, najczęściej o budowie krystalicznej, dzięki którym możliwe jest tworzenie większości nowoczesnych elementów elektronicznych (układów scalonych). Różne materiały półprzewodnikowe pozwalają zbudować elementy elektroniczne przełączające i wzmacniające – przede wszystkim tranzystory.

UWAGA, to tylko wstęp! Dalsza część artykułu dostępna jest na blogu.

Przeczytaj całość »

Poniżej znajdują się komentarze powiązane z tym wpisem.

[cavendisch]

Hm. Wpis bo raczej nie artykuł wywołał mieszane uczucia. Chaos i brak planu na artykuł. Napisane na kolanie. Gdybym nie wiedział czym są półprzewodniki a czym nie są to bym się nie dowiedział. Na Forbocie można by oczekiwać nieco większego poziomu  - tym bardziej, że miałby on edukować "świeżaków". Jako przykład chociażby podawanie, że jakiś tranzystor ma prąd przewodzenia ileś dziesiątków amperów....Ot "((Ro razy l)S) - po to się projektuje struktury czyli np powierzchnię złącza. Warto by przemyśleć przeredagowanie. Ukłony.

[Elvis]

Zgadzam się niestety z opinią kolegi @cavendisch. Po kilku bardzo dobrych artykułach, tym razem coś nie wyszło. Chyba jednak lepiej pisać o tematach, które znamy i rozumiemy, a posiadaną wiedzą możemy podzielić się ze społecznością forum. Pisanie o fizyce ciała stałego lepiej zostawić osobom, które mają w tej dziedzinie niezbędną wiedzę, ewentualnie odesłać do solidnie napisanych podręczników akademickich.

[Treker (Damian Szymański)]

Dziękuję za opinie, te negatywne również są cenne. Tekst był napisany już dawno, a po drodze powstały ze 3 różne wersje. Wielu początkujących poszukuje odpowiedzi na pytanie czym jest półprzewodnik - mam nadzieję, że z obecnej wersji tekstu zapamiętają przynajmniej to, co celowo było tam powtórzone wielokrotnie, czyli, że półprzewodnik nie jest materiałem, który słabo przewodzi prąd.

Jeśli ktoś z czytelników czuje, że jest w stanie w przyjazny sposób lepiej wyjaśnić początkującym to zagadnienie to zachęcam do publikacji własnych przemyśleń lub poradników w dziale artykuły użytkowników. Przez lata pojawiło się tam wiele ciekawych artykułów, część z nich trafiła później na blog, więc może to będzie jeden z kolejnych takich przypadków 🙂

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Elvis]

33 minuty temu, Treker napisał:

czyli, że półprzewodnik nie jest materiałem, który słabo przewodzi prąd.

Na pewno? Bo o ile pamiętam to właśnie tak jest... Oczywiście nie każdy słabo przewodzący materiał jest półprzewodnikiem, ale półprzewodniki faktycznie słabo przewodzą prąd. Niektóre mają o wiele bliżej do izolatorów niż przewodników.

Tym co raczej powinni zapamiętać początkujący, to że cała magia półprzewodników polega na odpowiednim ich domieszkowaniu. Domieszkowany półprzewodnik jest podstawą współczesnej elektroniki, a odpowiednie domieszkowanie sprawia, że czysta płytka krzemu zmienia się w diodę, tranzystor, albo skomplikowany mikroprocesor. Niestety tego z artykułu ciężko jest się dowiedzieć 😞

Edit: I co najważniejsze, odpowiednio domieszkowany półprzewodnik może dobrze przewodzić prąd. Ale kluczowe jest tutaj domieszkowanie, a nie sam półprzewodnik, który prąd przewodzi słabo. To trochę jak z wodą, czysta jest praktycznie izolatorem, ale jak nasypiemy do niej soli, zaczyna bardzo dobrze przewodzić prąd.

Edytowano Grudzień 8, 2022 przez Elvis

[Treker (Damian Szymański)]

Miałem na myśli to, że wielu początkujących traktuje słowo "półprzewodnik" bardzo dosłownie, skupiając się na tym "pół". Jakby miało to oznaczać jakiś rodzaj zwykłego materiału, który trochę przewodzi, a trochę nie przewodzi. W tekście znajduje się sekcja o domieszkowaniu, jest to również powtórzone w podsumowaniu.

Jeśli dobrze zrozumiałem Wasze uwagi, to dotyczą one ogólnie formy tego tekstu. Jeśli są tu jakieś konkretne błędy merytoryczne (np. błędne definicje, wartości lub przykłady) to oczywiście chętnie to zweryfikujemy i poprawimy. Wiem, że to trudny i skomplikowany temat, nie twierdzę, że ten artykuł wszystko wyjaśni każdemu początkującemu. Nie taki był nawet cel. Na ten moment nie mamy w planach zajmować się szerzej takimi tematami (był to ostatni z zaplanowanych tekstów, który zahaczał o fizykę, atomy, elektrony itd).

[Elvis]

4 minuty temu, Treker napisał:

Miałem na myśli to, że wielu początkujących traktuje słowo "półprzewodnik" bardzo dosłownie, skupiając się na tym "pół". Jakby miało to oznaczać jakiś rodzaj zwykłego materiału, który trochę przewodzi, a trochę nie przewodzi.

Nie wiem co w tym złego...

Jakoś mam więcej zaufania do prof. Marciniaka, niż teorii w niniejszym "tekście". Gdyby ktoś chciał przeczytać już wiekowy, ale świetnie napisany podręcznik, jest dostępny np. tutaj: https://elportal.pl/files/2021/10/05/492-w-marciniak-przyrzady-polprzewodnikowe-i-uklady-scalone.pdf

 

[pmochocki]

Ja bardzo cenię autora tego artykułu. To dzięki Panu Piotrowi Góreckiemu zrozumiałem jak działa wzmacniacz operacyjny. Może "problem" polega na próbie opisania czegoś skomplikowanego w prosty i zrozumiały sposób. Rozumiem, że artykuł miał trafić do osób posiadających wiedzę na poziomie podstawówki. Jedyną publikację jaką znam, której się to udało to: "Tranzystor... Ależ to bardzo proste!" Eugène Aisberg. 

[cavendisch]

Nie komentujemy Pana Piotra, tylko tzw. artykuł. To różnica. Tekst miał mieć charakter edukacyjny wiec należało się zastanowić nad odbiorcą oraz formą o treścią przekazu. Wyszedł bigos. Ze sporą ilością wprowadzających w błąd bzdur. Kiedyś  usłyszałem prof. fizyki tzw " teoretycznej", że najważniejszym narzędziem pracy fizyka jest kosz. Myślę, że dotyczy to również osób piszących dowolne artykuły. Czytamy je sami i dajemy do przeczytania innym mającym pojęcie o przedmiocie rozważań o którym próbuje traktować artykuł.. To idea  recenzji...

 

[fizytronik]

Rzeczywiście z artykułu ciężko wywnioskować czym są półprzewodniki, a czym nie. Raczej zapamiętamy to, czego autor by nie chciał, że półprzewodzą.

Zdefiniować półprzewodniki (samoistne na razie) można także bez wnikania w wewnętrzną ich budowę na podstawie temperaturowej zależności przewodnictwa, bo konduktywność ich odwrotnie niż metali zwiększa się wraz z temperaturą, a w temperaturze dążącej do 0K stają się izolatorami.

Konduktywność (przewodność właściwa) materiału jest iloczynem ładunku elektronu, koncentracji ładunków swobodnych i ich ruchliwości. W metalach koncentracja ładunków jest stała a ruchliwość zmniejsza się z temperaturą. W półprzewodnikach ruchliwość także maleje, ale efekt zwiększania ilości ładunków zdolnych do przemieszczania się jest znacznie silniejszy.

 

[VisualLab]

Dnia 8.12.2022 o 13:44, pmochocki napisał:

Ja bardzo cenię autora tego artykułu. To dzięki Panu Piotrowi Góreckiemu zrozumiałem jak działa wzmacniacz operacyjny. Może "problem" polega na próbie opisania czegoś skomplikowanego w prosty i zrozumiały sposób. Rozumiem, że artykuł miał trafić do osób posiadających wiedzę na poziomie podstawówki. Jedyną publikację jaką znam, której się to udało to: "Tranzystor... Ależ to bardzo proste!" Eugène Aisberg. 

Ja rozumiem „rozterki duchowe” osób, którym artykuł (czy jak chcą niektórzy: wpis) Pana Góreckiego się nie podobał. Jednakże uważam, że jest to przesadna reakcja, trochę takie „potępianie w czambuł”. Tymczasem osobom początkującym pewne kwestie jakoś wyjaśnić trzeba. Trudno żeby ktoś w końcówce szkoły podstawowej, czy na początku szkoły średniej, zrozumiał objaśnienia zawarte w podręcznikach fizyki ciała stałego (orbitale, funkcje falowe, itd.). Jeśli temat elektroniki go „wciągnie”, to oczywistym jest, że się tym zapozna. Ale dopiero wtedy jak opanuje podstawy. Przecież „nie od razu Kraków zbudowali”. A wpis był do absolutnych nowicjuszy a nie do tych, co już temat dobrze znają od dawna. Dlatego zgadzam się z przedmówcą, którego zacytowałem. I też miło wspominam przytoczoną pozycję autorstwa Eugène Aisberg. Pamiętam, że to była cała seria książek mająca w tytule frazę: „Ależ to bardzo proste! ”.

Oczywiście zgłaszanie sugestii i ocen do wpisów (artykułów) jest wskazane. Ale wpis (artykuł) zawsze można uzupełnić czy skorygować.

W moim rozumieniu „Forbot” jest portalem popularyzatorskim a nie czymś jak „Web of Science”, czy „Science Direct”. Są artykuły (czy wpisy) prostsze jak i bardziej ambitne. Miejmy jednak wyrozumiałość, bo sami wiele lat temu byliśmy początkujący. Nam się udało. Dajmy szansę innym, którzy dopiero zaczynają przygodę z elektroniką. Źle by się stało, gdyby "Forbot" popadł w „błędy niebu obrzydłe” :), jak pewien znany portal dla elektroników (o którym już od wielu lat krążą ironiczne memy – i nie bez powodu).