Semiconduttori utilizzati in computer

Semiconduttori utilizzati in computer

I semiconduttori sono materiali che non sono né buoni conduttori elettrici o isolanti. Sono una delle più importanti tecnologie abilitanti per elaboratori digitali. I semiconduttori sono il fondamento di tutti i moderni dispositivi elettronici che utilizzano circuiti. Questi materiali sono stati introdotti all'informatica per risolvere problemi relazionati a tubi a vuoto utilizzati in computer analogici. Non tutti i semiconduttori sono buoni per l'uso nel computer. Quelli che vengono utilizzati nel computer devono essere fabbricati con cura per creare proprietà desiderabili. Gli scienziati dei materiali sono al lavoro per lo sviluppo di nuovi materiali semiconduttori per l'utilizzo in computer. Ingegneri elettrici stanno anche lavorando per progettazione nuovi dispositivi a semiconduttore per migliorare le prestazioni del computer.

Perché utilizzare semiconduttori nel computer?

Semiconduttori in primo luogo sono stati introdotti ai computer per risolvere i problemi comuni in dispositivi di elaborazione analogici. La maggior parte di questi problemi sono stata collegata a tubi sottovuoto, una componente fondamentale del computer analogici. I tubi spesso sarebbero perdita, e i metalli utilizzati per la trasmissione di elettroni all'interno di essi sarebbero frequentemente burn out. Semiconduttori non hanno sofferto di questi problemi. Materiali semiconduttori conducono gli elettroni in modo completamente diverso rispetto a metalli, causando loro di evitare di burn-out. A differenza dei tubi a vuoto, semiconduttori non hanno bisogno di scaldarsi per lunghi periodi di ora prima di utilizzare. Inoltre, hanno richiesto molto meno spazio rispetto a una serie di tubi a vuoto. Nel 1947 venne fatta il primo transistore semiconductor basato. Il primo circuito integrato basato sulla tecnologia dei semiconduttori, seguita poco dopo, nel 1959.

Materiali semiconduttori utilizzati nei computer

Non tutti i semiconduttori sono adatti per l'utilizzo in computer. Il materiale che è diventato il semiconduttore standard per il collegamento elettrico è il silicio. Silicio è l'elemento più abbondante nella crosta terrestre ed è accessibile da quasi ovunque sulla terra. Questo rende il silicio economico, riducendo il costo dei computer e altri dispositivi tecnologici. Alcuni computer utilizzano altri materiali semiconduttori per ottenere maggiore velocità di conduzione dell'elettrone. Un esempio è germanio con una piccola concentrazione di impurità di arsenico. Mentre questo materiale raggiunge velocità di conduzione, il suo costo è significativamente più alto rispetto al silicio.

Produzione di semiconduttori per l'utilizzo in computer

Materiali semiconduttori come il silicio utilizzabile solo nel computer se dimostrano una buona gamma di proprietà, che richiedono materiali semiconduttori ad alta purezza. Questi materiali per la fabbricazione comporta l'uso di processi di produzione specializzata. Wafer di silicio puro sono tagliate da cristalli giganti che vengono coltivate artificialmente in forni a temperature elevate. Questi cristalli sono esenti da impurità che danneggerebbe le proprietà desiderabili del materiale semiconduttore. Una volta che il cristallo è stato coltivato in un considerevoli lingotti, wafer sottili sono affettato, lucido e pulito. Uno dei motivi perché il costo dei computer continua a diminuire è uno sforzo continuo per migliorare il processo di produzione di materiali semiconduttori.

Semiconduttori inerente allo sviluppo

Gli scienziati sono costantemente alla ricerca di modi per migliorare semiconduttori utilizzati nel computer. Gli scienziati dei materiali cercano modi per migliorare le proprietà di materiali direttamente. Ad esempio, ora è comune per aggiungere piccole concentrazioni di ioni di impurità per aumentare la velocità di conduzione. Ingegneri elettrici tenta di utilizzare semiconduttori in nuovi modi per migliorare le prestazioni del computer. Alterando la forma di dispositivi a semiconduttore potrebbe ridurre il calore generato all'interno di parti di computer, consentendo ai computer più veloce ed efficiente. I ricercatori devono bilanciare miglioramenti delle prestazioni con l'aumento dei costi se si considera ciò che è pratico per l'uso quotidiano.