JXSQ Nya och ursprungliga IC-chips REG BUCK ADJ 3.5A 8SOPWR TPS54340DDAR elektronikkomponenter

Varför använder chips (eller elektronisk tillverkning) halvledare snarare än ledare?

Halvledare har blivit en viktig del av livet och deras användning är överallt.Utan halvledare skulle det inte finnas någon radio, inga datorer, inga mobiltelefoner, inga tv-apparater, inga tvättmaskiner, inga tv-spel och absolut ingen 3D-utskrift, autonom körning, smart medicin eller solceller.Den snabba utvecklingen av Internet of Things har också gjort halvledare ännu mer mångsidiga.

Trots att man förlitar sig på vakuumrörsteknologi (vakuumrör, även kända som elektronrör, ersattes av halvledare på grund av höga kostnader, ohållbarhet, storlek och låg effektivitet, med elektroder och filament inuti som är ledande), var många elektroniska enheter skapas.När man ser tillbaka på vakuumrörets dagar, innehöll tv-apparater, fonografer och radioapparater alla vakuumrörkretsar som krävde flera minuters uppvärmning varje gång de slogs på och var extremt instabila.Under de senaste 60 åren har halvledartekniken gjort det möjligt för enheter att bli snabbare, mindre och mer stabila.

Så varför använda halvledare för att göra dessa elektroniska enheter, snarare än ledare?

Vad är halvledare?En halvledare är ett material som leder elektricitet mellan en ledare (vanligtvis en metall) och en isolator (mest en keramik).Halvledare kan vara rena grundämnen (kisel eller germanium) eller föreningar (galliumarsenid eller kadmiumselenid).I dopningsprocessen läggs små mängder föroreningar till den rena halvledaren, vilket resulterar i en betydande förändring av materialets elektriska ledningsförmåga.

De flesta elektroniska enheter tillverkas baserade på transistorer, som i sin tur utför funktioner som förstärkning, oscillatorer och aritmetik, som alla görs av halvledare.

Så varför halvledare och inte ledare?

Eftersom halvledare har ett brett utbud av konduktiviteter har ledare endast mycket höga konduktiviteter, vilket inte alltid krävs i vardagen.Med halvledare och lämplig dopning kan konduktiviteten ändras efter behov.Samtidigt går det inte att dopa ledare, vars okontrollerbara karaktär gör det omöjligt att uppnå exakt vad som behövs (tänk dig att ledare har ett stort antal laddningsbärare och dopning har liten effekt).

Om vi ​​antar att punkterna A och B i en krets är förbundna med en ledare, kommer det att finnas en spänning mellan dem och ström kommer att flyta mellan de två punkterna;det finns inget sätt att kontrollera strömflödet här.Omvänt, om punkterna A och B är förbundna med en isolator, kommer strömmen inte att flyta och det finns lite som kan göras för att låta strömmen flyta (om inte spänningen höjs till en ofattbar nivå).

Men om en transistor används mellan punkterna A och B, ger den en kraftfull metod för att styra strömmen.Transistorn sitter mellan punkterna A och B och lägger till en ny punkt C så att en spänningsskillnad mellan punkterna C och B gör att strömmen börjar flyta mellan A och B. Dessa kan utföras vid mycket låga spänningar (under 5 volt). ) och låga strömmar (låg strömförbrukning).Det är inte möjligt att endast använda ledare eller isolatorer.Eftersom ledare alltid kommer att leda, kommer isolatorer aldrig att leda och endast halvledare uppnår öppning och stängning.

Utan att överväga extrema spelare (vissa skulle säga att välja en tigerunge) skulle de flesta välja en katt.För extrema spelare, skulle du välja en stor tiger?Den uppenbara anledningen är: okontrollerbar och grym.Det är väldigt likt en ledare och en halvledare.

Tiger = ledare (ingen kontroll över konduktiviteten)

Cat = halvledare (konduktiviteten kan styras genom dopning)

Vetenskapens värld är rigorös och all teknik som inte är kontrollerbar kommer inte att hålla.