Le molte applicazioni dei semiconduttori

La maggior parte delle persone ha sentito parlare di microchip, ma quanto ne sai dei componenti che li rendono possibili? Qui discuteremo le molte applicazioni dei semiconduttori.

Cos’è un materiale semiconduttore?

Un semiconduttore è un materiale che ha proprietà di conducibilità tra un conduttore, che ha la capacità di condurre elettricità, e un non conduttore o isolante, che non consente alle cariche elettriche di fluire attraverso di esso.

Questo significa che, in determinate condizioni, i semiconduttori hanno la capacità di agire sia come conduttore che come isolante. I semiconduttori possono essere elementi puri come il silicio più comunemente usato o composti come l’arseniuro di gallio.

Dispositori semiconduttori

L’applicazione principale dei semiconduttori è nella creazione di dispositivi a semiconduttore che sono essenziali per una moltitudine di prodotti elettronici. I dispositivi a semiconduttore conducono correnti elettriche allo stato solido, invece che come elettroni liberi attraverso un vuoto, e sono il successore dei tubi a vuoto in quasi tutte le applicazioni.

Uno dei componenti semiconduttori più comunemente usati è il diodo, che agisce come una valvola unidirezionale in un circuito, consentendo solo il flusso di corrente in una direzione. Al contrario, i conduttori consentono alla corrente di fluire in entrambe le direzioni.

Iemiconduttori sono utilizzati anche nella progettazione di transistor, che vengono utilizzati sia per la commutazione rapida che per l’amplificazione della corrente.

Il MOSFET (transistor a effetto di campo metallo-ossido-semiconduttore) è il dispositivo a semiconduttore più comune al mondo.

Miconduttori e microchip

Il silicio semiconduttore funge da materiale di base per il microchip, noto anche come circuito integrato o circuito integrato monolitico, un componente utilizzato in quasi tutti i moderni dispositivi elettronici.

Un’enorme quantità di piccoli MOSFET viene utilizzata nella creazione di microchip. Sono costituiti da un insieme di circuiti elettronici su un piccolo pezzo piatto di silicio, con molti transistor che possono accendere o spegnere una corrente.

I due tipi principali di microchip sono il chip logico e il chip di memoria. I chip logici elaborano le informazioni per aiutare i dispositivi elettronici a completare i loro compiti. Uno dei chip logici più conosciuti e comunemente usati è la CPU o l’unità di elaborazione centrale.

I chip di memoria, d’altra parte, memorizzano le informazioni e sono disponibili in due tipi: NAND Flash e chip di “memoria di lavoro” noti come DRAM.

La domanda di microchip è così alta che attualmente c’è un enorme problema di offerta che causa lunghi tempi di consegna e problemi di disponibilità in tutto il settore elettronico.

Applicazioni di semiconduttori

Iemiconduttori sono utilizzati in quasi tutti i settori dell’elettronica.

Elettronica di consumo: Telefoni cellulari, laptop, console di gioco, microonde e frigoriferi funzionano tutti con l’uso di componenti semiconduttori come chip integrati, diodi e transistor. L’elevata domanda di questi dispositivi è parte del motivo per cui attualmente ci sono tempi di attesa così lunghi per molti dispositivi elettronici di consumo.

Embedded systems: I sistemi embedded sono piccoli computer che fanno parte di una macchina più grande. Possono controllare il dispositivo e consentire l’interazione dell’utente. I sistemi integrati che usiamo comunemente includono sistemi di riscaldamento centralizzato, orologi digitali, sistemi GPS, fitness tracker, televisori e sistemi di gestione del motore nei veicoli.

Conduttività termica: Alcuni semiconduttori hanno un’elevata conduttività termica, quindi possono essere utilizzati come agente di raffreddamento in alcune applicazioni termoelettriche.

Display di illuminazione e LED: Alcuni semiconduttori, di solito quelli disponibili in forma liquida o amorfa come film a rivestimento sottile, possono produrre luce e sono utilizzati in LED e OLED.

Cellule solari: Il silicio è anche il semiconduttore più comunemente usato nella produzione di celle a pannelli solari.

Questa conclude la nostra breve guida alle applicazioni dei semiconduttori. Come puoi vedere, i semiconduttori sono parte integrante del mondo moderno e svolgono un ruolo importante nei dispositivi elettronici che utilizziamo o con cui entriamo in contatto ogni giorno.