Semicondutores usados ​​em computadores

Semiconductors foram introduzidos primeiramente a computadores para resolver problemas comuns em dispositivos de computação analógicos. A maioria desses problemas estavam relacionados com tubos de vácuo, um componente fundamental dos computadores analógicos. Os tubos que muitas vezes vazar, e os metais usados ​​para transmitir elétrons dentro deles seria frequentemente queimar. Semiconductors não sofreram estas questões. Materiais semicondutores conduzir electrões de uma maneira completamente diferente do que os metais, levando-os a evitar queimar. Ao contrário de tubos de vácuo, semicondutores não precisa aquecer durante longos períodos de tempo antes de usar. Além disso, eles necessária muito menos espaço do que uma série de tubos de vácuo. O primeiro transistor base de semicondutores foi feito em 1947. O primeiro circuito integrado baseado em tecnologia de semicondutores seguido pouco depois, em 1959.

Nem todos os semicondutores são adequados para utilização em computadores. O material que se tornou o semicondutor padrão de circuito é de silício. O silício é o elemento mais abundante na crosta terrestre, e é acessível a partir de praticamente qualquer lugar na Terra. Isso faz com que o silício de baixo custo, reduzindo o custo de computadores e outros dispositivos tecnológicos. Alguns computadores usam outros materiais semicondutores para alcançar velocidades de condução de elétrons mais rápidos. Um exemplo é o germânio com uma pequena concentração de impurezas de arsénio. Enquanto este material realiza as taxas mais rápidas de condução, o seu custo é significativamente maior do que o silício.

Materiais semicondutores tais como silício só pode ser utilizado em computadores, se eles demonstram uma boa gama de propriedades, que requerem materiais semicondutores de elevada pureza. Fazendo estes materiais implica a utilização de processos de fabricação especializados. bolachas de silício puro são cortadas a partir de cristais gigantes que são cultivados artificialmente em fornos a temperaturas elevadas. Estes cristais são livres de impurezas que possam danificar as propriedades desejáveis ​​do material semicondutor. Uma vez que o cristal foi crescido em um lingote de tamanho considerável, bolachas finas são cortadas, polidas e limpas. Uma das razões pelas quais o custo de computadores continua a diminuir é um esforço contínuo para melhorar o processo de materiais semicondutores de fabricação.

Os cientistas estão constantemente procurando maneiras de melhorar semicondutores usados ​​em computadores. Materiais cientistas procuram formas de melhorar as propriedades dos materiais diretamente. Por exemplo, é agora comum a adição de pequenas concentrações de iões de impurezas para aumentar as taxas de condução. Os engenheiros electrotécnicos tentar usar semicondutores em novas maneiras de melhorar o desempenho de computação. Alterando a forma de dispositivos semicondutores poderiam reduzir o calor gerado no interior peças de computador, permitindo que computadores mais rápidos e mais eficientes. Os investigadores devem equilibrar melhorias de desempenho com custo aumenta quando se considera o que é prático para o uso diário.