Semi-conducteurs utilisés dans les ordinateurs

Semi-conducteurs ont été introduits à des ordinateurs pour résoudre des problèmes communs dans des dispositifs informatiques analogiques. La plupart de ces problèmes étaient liés à des tubes à vide, une composante fondamentale des ordinateurs analogiques. Les tubes seraient souvent des fuites, et les métaux utilisés pour transmettre des électrons en leur sein seraient souvent brûler. Semi-conducteurs ne souffrent pas de ces questions. Matériaux semi-conducteurs effectuent des électrons d`une manière tout à fait différente que les métaux, les obligeant à éviter l`épuisement. A la différence des tubes à vide, des semi-conducteurs ne sont pas besoin de se réchauffer pendant de longues périodes de temps avant l`utilisation. En outre, ils ont besoin beaucoup moins d`espace que d`une série de tubes à vide. Le premier transistor à base de semi-conducteurs a été faite en 1947. Le premier circuit intégré basé sur la technologie des semi-conducteurs, suivi peu de temps après, en 1959.

tous les semi-conducteurs ne sont pas appropriés pour une utilisation dans les ordinateurs. Le matériau qui est devenu le standard pour le circuit semi-conducteur est le silicium. Le silicium est l`élément le plus abondant dans la croûte terrestre, et est accessible de presque partout sur la terre. Cela rend le silicium bon marché, entraînant une baisse du coût des ordinateurs et d`autres appareils technologiques. Certains ordinateurs utilisent d`autres matériaux semi-conducteurs pour atteindre des vitesses de conduction des électrons rapides. Un exemple est le germanium avec une faible concentration d`impuretés d`arsenic. Bien que cette matière permet d`obtenir des vitesses de conduction, son coût est nettement plus élevé que le silicium.

Matériaux semi-conducteurs tels que le silicium ne peuvent être utilisés dans les ordinateurs si elles démontrent une bonne gamme de propriétés, qui nécessitent des matériaux semi-conducteurs de haute pureté. La fabrication de ces matériaux implique l`utilisation de procédés de fabrication spécialisés. tranches de silicium pur sont découpées à partir des cristaux géants qui sont cultivés artificiellement dans des fours à des températures élevées. Ces cristaux sont exempts d`impuretés qui pourraient endommager les propriétés souhaitables du matériau semi-conducteur. Une fois que le cristal a été cultivé dans un lingot de taille, des tranches minces sont découpées, polies et nettoyées. L`une des raisons pour lesquelles le coût des ordinateurs continue à décliner est un effort continu pour améliorer le processus de fabrication des matériaux semi-conducteurs.

Les scientifiques sont constamment à la recherche des moyens d`améliorer les semi-conducteurs utilisés dans les ordinateurs. Matériaux scientifiques cherchent des moyens d`améliorer directement les propriétés des matériaux. Par exemple, il est maintenant courant d`ajouter de faibles concentrations d`ions d`impureté pour augmenter le taux de conduction. Les ingénieurs électriciens essaient d`utiliser des semi-conducteurs de nouvelles façons d`améliorer les performances de calcul. Modification de la forme de dispositifs semi-conducteurs pourrait réduire la chaleur générée à l`intérieur des pièces d`ordinateur, ce qui permet des ordinateurs plus rapides et plus efficaces. Les chercheurs doivent équilibrer l`amélioration de la performance avec des augmentations de coûts lorsque l`on considère ce qui est pratique pour une utilisation quotidienne.