Polovodič predstavuje pevnú látku s elektrickou vodivosťou, ktorá závisí od vnútorných alebo vonkajších podmienok. Tieto podmienky sa dajú jednoducho ovplyvniť – vonkajšie prostredníctvom dodania energie a vnútorné prostredníctvom prímesi iného prvku v polovodiči. Medzi známe polovodiče patrí napríklad kremík, sulfid olovnatý, či germánium. Ako sa polovodiče vyrábajú, ako fungujú a načo slúžia?
Na začiatok trochu histórie…
História polovodičov sa spája s rokom 1821, kedy muž menom Seebeck objavil polovodičové vlastnosti síranu olovnatého. Prvé elektrické zariadenie, ktoré využívalo polovodiče sa vyskytlo začiatkom 20. storočia s využitím hrotovej elektródy ako základu jednoduchého rádia. Veľký rozvoj elektrických komponentov sa viaže predovšetkým na objav tranzistora, kedy sa začali obvody celosvetovo využívať.
Ako fungujú polovodiče a aké majú vlastnosti?
Polovodiče majú názov odvodený od toho, že majú vlastnosti elektrických vodičov aj nevodičov. Prakticky môžeme ovládať, či bude elektrický prúd cez polovodič prechádzať alebo nie. Tieto malé komponenty sú v súčasnosti súčasťou takmer každého elektrického zariadenia. Základný princíp si môžeme predstaviť na jednoduchej schéme. Polovodiče totiž fungujú na základe nerovnováhy elektrónov. Táto nerovnováha prakticky generuje kladné náboje tam, kde je nadbytok protónov a záporné tam, kde je nadbytok elektrónov. To všetko v rámci dvoch koncov polovodičového materiálu.
Čo sa týka vlastností polovodičov, základnou požiadavkou je, že by takýto prvok nemal byť veľmi dobrým, ani veľmi zlým vodičom elektriny. Jeho vlastnosti je však pritom možné meniť aj prostredníctvom pridávania a odoberania atómov. Za najpoužívanejší polovodičový materiál sa považuje kremík. Polovodiče ako aj ďalšie vysokokvalitné elektrické komponenty môžete nájsť na tme.eu. Na tejto stránke si pritom môžete vyberať až z okolo 500 000 dostupných produktov za primerané ceny.
Výroba polovodičov
Samotná výroba týchto elektrických komponentov si vyžaduje odborné znalosti, skúsenosti a zručnosti v oblasti chémie a fyziky. Chemikálie, ktoré sa používajú na výrobu musia byť v bezchybnom stave – bez akýchkoľvek nečistôt. Proces pridávania nečistôt pri výrobe sa označuje pojmom doping. Pri výrobe patria medzi dôležité komponenty kremíkové doštičky.
Na začiatku sa definuje funkcia polovodiča a vytvorí sa maska na výrobu. Následne sa vytvorí vzor obvodu počas rôznych procesov. Nasleduje fáza výroby doštičky na kremíkovom substráte. Potrebné je tiež vytvoriť izolačnú vrstvu zariadenia na elektrickú izoláciu. Pri samotnom uvádzaní na trh je však nesmierne dôležité aj testovanie, aby mohlo ísť o kvalitný a bezpečný produkt na bežné užívanie.
