Peranti semikonduktor

Untu maklumat mengenai fizik semikonduktor, lihat semikonduktor.

Peranti semikonduktor adalah komponen elektronik yang bergantung pada sifat elektronik bahan semikonduktor (terutamanya silikon, germanium, dan gallium arsenide, serta semikonduktor organik) untuk fungsinya. Kekonduksian semikonduktor terletak di antara konduktor dan penebat. Peranti semikonduktor telah menggantikan tiub vakum dalam kebanyakan aplikasi. Mereka mengkonduksi arus elektrik dalam keadaan pepejal, bukannya sebagai elektron bebas merentasi vakum (biasanya dibebaskan oleh pelepasan termionik) atau sebagai elektron bebas dan ion melalui gas terion.

Peranti semikonduktor dihasilkan sebagai peranti diskret tunggal dan sebagai cip litar bersepadu (IC), yang terdiri daripada dua atau lebih peranti—yang boleh berjumlah dari ratusan hingga berbilion—dihasilkan dan disambungkan pada satu wafer semikonduktor (juga dipanggil substrat).

Bahan semikonduktor berguna kerana tingkah laku mereka boleh dimanipulasi dengan mudah melalui penambahan kekotoran secara sengaja, yang dikenali sebagai pendopan. Kekonduksian semikonduktor boleh dikawal melalui pengenalan medan elektrik atau magnet, dengan pendedahan kepada cahaya atau haba, atau melalui ubah bentuk mekanikal grid silikon monokristal yang didop; oleh itu, semikonduktor boleh menjadi sensor yang sangat baik. Pengaliran arus dalam semikonduktor berlaku kerana elektron mudah alih atau "bebas" dan lubang elektron, yang dikenali secara kolektif sebagai pembawa cas. Mendop semikonduktor dengan sedikit kekotoran atom, seperti fosforus atau boron, sangat meningkatkan bilangan elektron bebas atau lubang dalam semikonduktor. Apabila semikonduktor yang didop mengandungi lebihan lubang, ia dipanggil semikonduktor jenis-p (p untuk cas elektrik positif); apabila ia mengandungi lebihan elektron bebas, ia dipanggil semikonduktor jenis-n (n untuk cas elektrik negatif). Sebilangan besar pembawa cas mudah alih mempunyai cas negatif. Pengeluaran semikonduktor mengawal dengan tepat lokasi dan kepekatan dopan jenis-p dan jenis-n. Sambungan semikonduktor jenis-n dan jenis-p membentuk persimpangan p-n.

Peranti semikonduktor yang paling biasa di dunia adalah MOSFET (transistor kesan medan semikonduktor logam–oksida),^[1] juga dikenali sebagai transistor MOS. Sehingga 2013, berbilion transistor MOS dihasilkan setiap hari.^[2] Peranti semikonduktor yang dihasilkan setiap tahun telah berkembang secara purata 9.1% sejak 1978, dan penghantaran pada tahun 2018 dijangka buat kali pertama melebihi 1 trilion,^[3] bermakna lebih daripada 7 trilion telah dihasilkan setakat ini.

Lihat juga

Rujukan

Muller, Richard S., and Theodore I. Kamins (1986). Device Electronics for Integrated Circuits. John Wiley and Sons. ISBN 0-471-88758-7.CS1 maint: multiple names: authors list (link)

^ Golio, Mike; Golio, Janet (2018). RF and Microwave Passive and Active Technologies. CRC Press. m/s. 18-2. ISBN 9781420006728.
^ "Who Invented the Transistor?". Computer History Museum. 4 December 2013. Dicapai pada 20 July 2019.
^ "Semiconductor Shipments Forecast to Exceed 1 Trillion Devices in 2018". www.icinsights.com. Dicapai pada 2018-04-16. Annual semiconductor unit shipments (integrated circuits and Opto-sensor-discrete, or O-S-D, devices) are expected to grow 9% [..] For 2018, semiconductor unit shipments are forecast to climb to 1,075.1 billion, which equates to 9% growth for the year. Starting in 1978 with 32.6 billion units and going through 2018, the compound annual growth rate for semiconductor units is forecast to be 9.1%, a solid growth figure over the 40-year span. [..] In 2018, O-S-D devices are forecast to account for 70% of total semiconductor units compared to 30% for ICs.

[Golio-1] Golio, Mike; Golio, Janet (2018). RF and Microwave Passive and Active Technologies. CRC Press. m/s. 18-2. ISBN 9781420006728.

[computer_history-transistor-2] "Who Invented the Transistor?". Computer History Museum. 4 December 2013. Dicapai pada 20 July 2019.

[3] "Semiconductor Shipments Forecast to Exceed 1 Trillion Devices in 2018". www.icinsights.com. Dicapai pada 2018-04-16. Annual semiconductor unit shipments (integrated circuits and Opto-sensor-discrete, or O-S-D, devices) are expected to grow 9% [..] For 2018, semiconductor unit shipments are forecast to climb to 1,075.1 billion, which equates to 9% growth for the year. Starting in 1978 with 32.6 billion units and going through 2018, the compound annual growth rate for semiconductor units is forecast to be 9.1%, a solid growth figure over the 40-year span. [..] In 2018, O-S-D devices are forecast to account for 70% of total semiconductor units compared to 30% for ICs.

[1]

[2]

[3]