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.