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...
