Puolijohdekomponentit

Puolijohdekomponentit ovat elektronisia komponentteja, joiden toiminta perustuu puolijohdemateriaalien ominaisuuksiin. Yleisimmät materiaalit ovat pi ja sen dopatut muodot sekä muita puolijohdemateriaaleja kuten galiumarsenidi (GaAs). Puolijohdekomponentit hyödyntävät PN-rajapintoja ja transistorirakenteita virran hallintaan, vahvistamiseen ja signaalin käsittelyyn.

Yleisimmät puolijohdekomponentit ovat diodit, transistorit ja erilaiset tehon sekä kytkinlaitteet. Diodi johtaa virtaa pääasiassa vain yhteen suuntaan PN-rajapinnan kautta. Transistorit, kuten bipolaariset transistorit (BJT) ja kenttävaikutteiset transistorit (FET), toimivat signaalin vahvistajina tai kytkinlaitteina. MOSFET on yleinen virrankytkin, kun taas BJT käsittelee vahvistusvirtoja. Teholuokassa ovat IGBT:t ja thyristorit, joita käytetään suurjännitteisten ja suuritehoisten sovellusten kytkennöissä.

Valmistus perustuu dopaukseen, diffuusiolle, implantointiin sekä ohutkalvopinnoitteisiin ja litografiaan. Pi muodostetaan monikerroksisina rakenteina, joissa eristys-, johtavuus- ja metalliset kontaktipinnat mahdollistavat komponentin toiminnan. Yleisimmät prosessit ovat planar CMOS- ja BiCMOS-tekniikka sekä piin valmistus.

Materiaalien ominaisuudet ja valmistusprosessi määrittelevät komponenttien suorituskyvyn, luotettavuuden ja lämpötilankeston. Puolijohdekomponentteja testataan ja pakataan varmistamaan suorituskyky ja käyttöikään liittyvät vaatimukset, kuten jännite- ja virrankesto sekä ympäristötekijöihin sietokyky.

Käyttökohteita ovat kuluttajaelektroniikka, tietotekniikka, telekommunikaatio ja autoelektroniikka, joissa pienet, nopeat ja luotettavat puolijohdekomponentit mahdollistavat logiikan, vahvistuksen, muuntamisen sekä tehonsiirron.