نتیجه جستجو برای فرستنده Ask در دسته نیمه هادی

نیمه‌هادی ماده‌ای است که میزان رسانایی آن بین رسانا و عایق (نارسانا) قرار می‌گیرد. مقاومت الکتریکی نیمه‌هادی‌ برخلاف فلزات با افزایش دما کاهش می‌یابد. از جمله ویژگی‌های این ماده می‌توان عبور جریان از یک سمت، تغییر مقاومت الکتریکی و حساسیت به نور یا گرما اشاره کرد. مهم‌ترین انواع نیمه‌هادی‌ شامل ترکیباتی مانند گالیم آرسنید یا عناصر خالصی مانند سیلیکون و ژرمانیوم است. در حالت معمول، نیمه‌هادی‌ها خنثی هستند و برای ایجاد نیمه‌هادی‌ نوع n و p باید به آن‌ها ناخالصی اضافه شود.
نیمه‌هادی نوع n، زمانی ایجاد می‌شود که یک نیمه‌هادی خالص مانند سیلیکون یا ژرمانیوم با یک ناخالصی‌ پنج‌ظرفیتی مانند فسفر (P)، آرسنیک (As)، آنتیموان (Sb) یا بیسموت (Bi) ترکیب شود. در این حالت، چهار الکترون از ناخالصی با چهار الکترون نیمه‌هادی خالص پیوند می‌خورند و الکترون پنجم به صورت آزاد در شبکه حرکت می‌کند. این الکترون آزاد سبب هدایت الکتریکی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود و نیمه هادی نوع n را تشکیل می‌دهد.
یکی دیگر از انواع نیمه‌هادی، نیمه‌هادی نوع p است. این نوع نیمه‌هادی زمانی به ‌وجود می‌آید که یک نیمه‌هادی خالص با یک ناخالصی‌ سه‌ ظرفیتی مانند بور (B)، آلومینیوم (Al)، ایندیم (In) یا گالیوم (Ga) ترکیب شود. سه الکترون این ناخالصی‌ها با سه الکترون نیمه‌هادی پیوند می‌دهد که باعث ایجاد حفره‌هایی می‌شود که به‌عنوان بار مثبت عمل می‌کنند. با افزایش میزان ناخالصی در این نوع نیمه‌هادی‌ها، تعداد حفره‌ها (حامل‌های بار مثبت) بیشتر می‌شود و نیمه‌هادی نوع P شکل می‌گیرد.

کاربرد نیمه‌هادی‌ در صنعت، از جمله ساخت انواع حسگرها، تجهیزات کنترلی و سیستم‌های اتوماسیون، بسیار گسترده است و به بخش جدایی‌ناپذیری از فناوری‌های صنعتی تبدیل شده است. از انواع کاربرد نیمه‌هادی در صنعت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
• دیود
• ترانزیستور
• فتوسل
• سلول خورشیدی
• ترایاک
• سنسور اثر هال

در گذشته، به جای بسیاری از کاربردهای نیمه‌هادی از لوله‌های خلا استفاده می‌کردند. اما امروزه نیمه‌هادی‌ها جایگزین آن‌ها شده‌اند. از جمله مزایای استفاده از قطعات نیمه‌هادی به جای لوله‌های خلا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
• قطعات نیمه‌هادی نیازی به گرم شدن برای آزاد سازی الکترون ندارند، بنابراین مصرف انرژی آن‌ها بسیار بهینه است.
• این قطعات تاخیری ندارند و بلافاصله پس از فعال شدن مدارعمل می‌کنند.
• در طول عملکرد، هیچ صدای مزاحمی از این قطعات تولید نمی‌شود.
• برخلاف لوله‌های خلأ، قطعات نیمه‌هادی قابلیت عملکرد مؤثر در ولتاژهای پایین را دارند.
• طراحی کوچک و جمع‌وجور این قطعات، امکان ساخت مدارهایی با ابعاد بسیار کم را فراهم کرده است که یکی از دلایل اصلی کاربرد نیمه‌هادی در صنعت است.
• ساختار مقاوم این قطعات، آن‌ها را در برابر شوک‌های مکانیکی و ضربات فیزیکی بسیار پایدار می‌کند.
• از نظر اقتصادی، قطعات نیمه‌هادی با هزینه‌ای به‌مراتب کمتر نسبت به لوله‌های خلأ تولید و عرضه می‌شوند.
• طول عمر بالای این قطعات، آن‌ها را به یکی از ماندگارترین انتخاب‌ها برای سیستم‌های الکترونیکی تبدیل کرده است.

از جمله معایب نیمه‌هادی‌ نوع n و p نسبت به لوله‌های خلا، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
• در مقایسه با لوله‌های خلأ، قطعات نیمه‌هادی معمولاً نویز بیشتری در مدار تولید می‌کنند.
• این قطعات نمی‌توانند توان بالایی مشابه لوله‌های خلأ داشته باشند و در کاربردهای با توان بالا محدودیت دارند.
• عملکرد قطعات نیمه‌هادی در فرکانس‌های بالا کاهش یافته و کارایی مطلوبی در این شرایط از خود نشان نمی‌دهند.