Vì sao vật liệu bán dẫn lại trở thành vật liệu chủ yếu trong kỹ thuật điện tử?

Nhắc đến chất bán dẫn, đầu tiên mọi người sẽ nghĩ ngay đến chất bán dẫn trong đài thu thanh. Thực ra, sử dụng vật liệu bán dẫn trong đài (rađio) chỉ là một mặt ứng dụng của chất liệu này mà thôi.

Có thể nói, không có vật liệu bán dẫn thì các kỹ thuật hiện đại như ngành công nghiệp điện tử máy tính, thông tin... sẽ không thể phát triển với trình độ cao như hiện nay.

Căn cứ vào độ cao thấp tỷ lệ điện trở của vật liệu, người ta có thế phân ra thành các loại vật liệu như dẫn điện, cách điện, đứng ở giữa hai loại vật liệu này là loại vật liệu bán dẫn. Tỷ lệ điện trở của vật liệu dẫn điện này là rất thấp, nó thường được dùng làm vật liệu để truyền tải dòng điện, chất cách điện có tỷ lệ điện trở cao, do vậy dòng điện không thể đi qua được. Còn điện trở và khả năng dẫn điện của vật liệu bán dẫn nằm ở khoảng giữa của vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện.

Vật liệu bán dẫn do phòng thí nghiệm Bell ở Mỹ phát minh ra. Nhìn bề ngoài, chất bán dẫn không được bắt mắt lắm, nó có kích thước nhỏ, nhiều loại phải dùng kính phóng đại số lớn mới có thể nhìn rõ. Nhưng, nếu đem so sánh với thể tích ống điện tử lớn trước kia, vật liệu bán dẫn cần dùng điện nhỏ, do đó tiêu hao ít năng lượng, nhiệt lượng sinh ra ít hơn.

Vật liệu bán dẫn có hai đặc điểm rất rõ rệt trong quá trình dẫn điện là: Một là, tỷ suất điện trở của nó biến đổi rất lớn phụ thuộc vào hàm lượng tạp chất. Ví dụ, trong một tấm vật liệu bán dẫn silic có hàm chứa một phần trăm triệu borum, tỷ suất điện tử sẽ giảm xuống một phần nghìn điện trở ban đầu. Hai là, độ nóng và ánh sáng chiếu cũng có ảnh hưởng tới tỷ suất điện trở, có nhiều loại vật liệu bán dẫn còn chịu ảnh hưởng của điện trường và từ trường. Những loại chất dùng làm vật liệu bán dẫn là silic, ciecmanium...

Do vật liệu bán dẫn có thể chế tạo được các linh kiện vô cùng nhỏ, cho nên người ta đã dùng vật liệu này để chế tạo ra các mạch tổ hợp (mạch IC) hoặc các mạch IC siêu lớn. Trên các mạch IC siêu lớn có hàng vạn thiết bị, linh kiện bán dẫn nhỏ, giúp cho thiết kế các máy tính, tivi gọn nhỏ hơn nhiều. Lợi dụng đặc tính nhạy sáng và nhiệt độ cao của vật liệu bán dẫn, người ta có thể chế tạo đèn quang điện hai cực dùng để cảm quang và cảm điện trong linh kiện. Thiết bị cảm quang được dùng trong các lĩnh vực như phát điện dùng năng lượng mặt trời, hay kỹ thuật khống chế ánh sáng.

Chính vì những ưu điểm nổi trội trên mà vật liệu bán dẫn đang trở thành vật liệu chủ yếu trong kỹ thuật điện tử hiện đại.

Vì sao cần thêm các nguyên tố đất hiếm vào gang thép?

Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, thông thường mỗi nguyên tố hoá học chiếm vị trí 1 ô. Nhưng trong bảng tuần hoàn có hai ngoại lệ là nhóm...

Vì sao trẻ con không nên đánh phấn, bôi son?

Đối với trẻ em, nếu cứ kéo dài việc sử dụng những mỹ phẩm hoá trang thì sẽ có hại.

Tại sao phải dùng mạng Internet?

Mạng Internet phát triển từ đất nước Mĩ, giờ đây nó đã trở thành mạng có phạm vi toàn cầu. Mạng Internet tuy là mạng máy tính lớn nhất thế giới hiện...

Để phát huy tác dụng chữa bệnh, thuốc có liên quan với thụ thể như thế nào?

Thuốc và chất độc sau khi vào cơ thể sẽ có tác động khác nhau. Thuốc phát huy tác dụng chữa bệnh, còn chất độc sản sinh phản ứng có hại đối với cơ...

Ô tô an toàn trong tương lai sẽ như thế nào?

Số lượng ô tô trên toàn thế giới có đến hàng trăm triệu chiếc, trong đó phần lớn tập trung ở các thành phố lớn. Các sự cố giao thông do ô tô gây nên...

Tại sao vỏ cây bạch dương lại có màu trắng?

Những ai đến khu rừng lớn ở Đông Bắc sẽ bị cuốn hút bởi những rừng cây bạch dương thẳng tắp: với thân cây màu trắng, thêm vào đó có vô số những chiếc...

Làm thế nào để đo trọng lượng của các ngôi sao?

Việc tính toán khối lượng các ngôi sao là dựa vào khối lượng của Trái đất. Thế việc tính toán khối lượng của Trái đất được tíên hành như thế nào? Hiện...

Tại sao phải nghiên cứu xây dựng "nhà ở không hoá học"?

Nhà ở là nơi con người chủ yếu sinh sống, làm việc và học tập. Theo thống kê, con người dành khoảng 90% thời gian sinh hoạt ở trong nhà.

Các hành tinh khác của hệ Mặt trời có sự sống không?

Trong hệ Mặt Trời ngoài Trái Đất ra, trên các thiên thể khác có sự sống không? Đó là vấn đề từ lâu đã được mọi người rất quan tâm.