¿Por qué son importantes los semiconductores?

Es la columna vertebral de cada dispositivo electrónico que damos por sentado. Es una industria enorme y muchos departamentos de EE en universidades de todo el mundo participan en investigaciones dedicadas a mejorar o crear nuevos dispositivos y responsables de eventos en la historia como Silicon Valley. Los semiconductores también son muy frágiles y un solo error en el proceso de fabricación podría destruir todos los dispositivos.

Empresas como Intel y Texas Instruments todavía gastan miles de millones de dólares en I + D en desarrollo y diseño de semiconductores. Es divertido saber cómo tomamos trozos de arena, los convertimos en silicio y dopamos ciertos elementos de la tabla periódica para crear transistores que a su vez alimentan la era digital. Además, me parece increíble que los semiconductores sean uno de los únicos campos donde podemos (hasta cierto punto) observar la mecánica cuántica en el trabajo.

Ahora, aquí hay una historia de mi profesor en mi clase de Análisis de dispositivos electrónicos. Nos dijo que uno de los investigadores de Purdue casi inventó el transistor en los laboratorios de la escuela, ya que Purdue tenía uno de los únicos laboratorios en el mundo que podía producir cristales semiconductores de germanio alrededor de los años 40 y 50. Por supuesto, el trabajo fue publicado y los investigadores de los Laboratorios Bell tomaron los resultados donde se inventó el primer transistor de germanio.

Gracias a los transistores, ayudó a las compañías de semiconductores emergentes a fabricarlos e investigarlos en grandes cantidades. Eligieron hacer esto en un área ahora conocida como Silicon Valley en California.

PD: Otra historia genial que mencionó mi profesor fue que los investigadores de la investigación inicial de semiconductores se vieron obstaculizados por los dispositivos semiconductores que no se comportaban correctamente. Siguieron encontrando cantidades excesivas de nitrógeno en el silicio. Como menciona la respuesta de Thomas Ulrich, los semiconductores confían muchas de sus propiedades al dopaje. No tenían idea de dónde provenía el nitrógeno y perdieron el tiempo rehaciendo sus experimentos para encontrar el problema hasta que descubrieron por qué. Resultó que han estado respirando en los dispositivos y nuestra respiración contiene nitrógeno. Olvidé quién lo descubrió, pero es una de las razones por las que tenemos que construir enormes laboratorios fabulosos con niveles extremos de limpieza (usar un traje completo y una máscara y la instalación está constantemente limpia de manera que se filtre el polvo microscópico).

Porque son un tipo de material que nos da acceso a ciertas propiedades mecánicas cuánticas, a diferencia de las resistencias que permanecen obstinadamente clásicas en su comportamiento.

Después de haber construido los transistores, utilizando sus mecanismos internos de mecánica cuántica, los ingenieros pueden usarlos solo por su comportamiento externo de caja negra (en su mayor parte, ajenos a la mecánica cuántica que está ocurriendo dentro del dispositivo).

No tendríamos computadoras sin ellas, o al menos nada tan pequeño y poderoso como lo que tenemos hoy.

Los semiconductores proporcionan una cantidad variable de resistencia eléctrica, dependiendo de la cantidad de carga que se les aplique. Esa es la base de un transistor, que puede actuar como un interruptor o un amplificador eléctrico.

Además, los transistores pueden hacerse increíblemente pequeños: hay alrededor de 10 mil millones en los procesadores Intel actuales. Así que puedes hacer mucho con ellos y hacerlo de forma rápida y económica.

Los semiconductores son una parte importante de los chips de microprocesador, transistores y muchos otros componentes electrónicos. El propósito del semiconductor es establecer conectividad entre materiales aislantes y conductores.

Un semiconductor ideal Un material que no es ni un buen conductor ni un buen aislante se considera un semiconductor ideal. Su propiedad de conductividad depende del voltaje o la corriente aplicada al electrodo.

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