Chất bán dẫn là gì? Ứng dụng, phân loại và tầm QUAN TRỌNG.

Ngành công nghệ ngày càng phát triển, do đó chất bán dẫn càng trở nên quan trọng hơn và đóng vai trò nền tảng cho sự phát triển của các thiết bị điện tử hiện đại. Nhưng bạn đã biết chất bán dẫn là gì? Tầm quan trọng và ứng dụng của nó ra sao chưa? Bài viết sau đây của TKTECH sẽ giúp bạn làm sáng tỏ điều đó, cùng theo dõi ngay.

Chất bán dẫn là gì?

Chất bán dẫn có tên tiếng Anh là Semiconductor, đây là vật liệu đặc biệt nằm giữa chất điện tử (kim loại) và cách điện và được xem như hệ thống điện trung gian. Tuy nhiên, ở nhiệt độ thấp chất bán dẫn sẽ có tính cách điện và dẫn điện ở nhiệt độ phòng. Khi loại bỏ hoặc thêm vào nó tạp chất thì tính bán dẫn sẽ thay đổi

Chất bán dẫn gồm những loại nào?

Chất bán dẫn được chia thành 2 loại chính là bán dẫn tinh khiết và bán dẫn có pha tạp chất. Dưới đây là cách phân loại chất bán dẫn bạn nên bỏ túi ngay.

Bán dẫn tinh khiết

Chất bán dẫn tinh khiết là chất bán dẫn không có tạp chất, điển hình là Silicon hay Germanium. Chúng còn được gọi là chất bán dẫn nguyên tố nhóm IV. Mỗi nguyên tử của nguyên tố nhóm IV có 4 electron ở lớp ngoài cùng liên kết các nguyên tử Si khác bằng liên kết cộng hóa trị tạo nên chất bán dẫn trung hòa về điện ở điều kiện nhiệt độ thấp.

Bán dẫn có pha tạp chất

Chất bán dẫn pha tạp chất được bổ sung thêm một lượng nhỏ tạp chất vào cấu trúc tinh thể của nó. Mục đích của việc pha tạp chất là để thay đổi tính dẫn điện của chất bán dẫn, khiến nó trở nên dẫn điện tốt hơn so với chất bán dẫn tinh khiết. Có hai loại tạp chất chính là loại N và loại P cụ thể:

• Chất bán dẫn loại N là gì?: Đây là nguyên tử có nhiều electron hơn so với nguyên tử của chất bán dẫn. Khi pha tạp chất loại n vào, các electron dư thừa sẽ di chuyển tự do trong tinh thể, tạo ra dòng điện n.
• Chất bán dẫn loại p là gì? Là những nguyên tử có ít electron hơn so với nguyên tử của chất bán dẫn. Khi pha tạp chất loại p vào, sẽ tạo ra lỗ trống trong cấu trúc tinh thể. Các lỗ trống này có thể di chuyển tự do và mang điện tích dương, tạo ra dòng điện p.

Vai trò của chất bán dẫn trong công nghệ

Sau khi bạn đã nắm được khái niệm chất bán dẫn là gì? thì dưới đây là tầm quan trọng của chất bán dẫn trong lĩnh vực công nghệ nó giúp nâng cao chất lượng cuộc sống và cải thiện cuộc sống của chúng ta. Bên dưới là một số ứng dụng của chất bán dẫn trong ngành công nghệ nổi bật.

Vi mạch và điện tử

So với các bộ phận dẫn điện truyền thống như transistor, bóng đèn điện tử được chế tạo từ chất bán dẫn sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội như kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng.

Nhờ những ưu điểm này, chất bán dẫn đã mở ra cánh cửa cho sự phát triển mạnh mẽ của vi mạch tích hợp (IC). Nó không chỉ đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp điện tử mà còn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác như năng lượng mặt trời, y tế, ô tô,…

Ngành năng lượng

Với khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng hiệu quả, chất bán dẫn là vật liệu chủ đạo trong sản xuất tấm pin mặt trời – nguồn năng lượng sạch ngày càng được ưa chuộng. Chất bán dẫn cũng góp phần phát triển các thiết bị lưu trữ năng lượng hiệu quả như pin lithium-ion giúp lưu trữ năng lượng mặt trời cho sử dụng khi cần thiết.

Ngành viễn thông

Nhờ khả năng khuếch đại và điều chỉnh tín hiệu hiệu quả, chất bán dẫn giúp tăng tốc độ truyền tải dữ liệu, nâng cao độ tin cậy và thúc đẩy sự phát triển các thiết bị viễn thông như bộ khuếch đại quang, thiết bị thu phát sóng vô tuyến và IC viễn thông,… Thế nên, chúng ta có thể tận hưởng internet tốc độ cao, kết nối mọi lúc, mọi nơi và truy cập thông tin một cách nhanh chóng và ổn định.

Bên cạnh đó, công nghệ mới như 5G, Internet vạn vật (IoT) và truyền thông di động thế hệ tiếp theo đều dựa trên nền tảng chất bán dẫn để mang đến cho người dùng trải nghiệm kết nối vượt trội và khả năng truy cập thông tin không giới hạn.

Ứng dụng của chất bán dẫn trong đời sống

Không những chất bán dẫn quan trọng trong ngành công nghệ, mà còn ứng dụng nhiều trong đời sống hằng ngày xung quanh chúng ta. Bởi khả năng kiểm soát và điều hướng dòng điện đã mở ra một thế giới mới nhiều tiện ích.

Thiết bị điện từ gia đình

Nhờ vào chất bán dẫn chúng ta đã có cuộc cách mạng hóa giao tiếp, giải trí và làm việc. Các thiết bị như điện thoại thông minh, laptop, tivi,… để có thể hiển thị hình ảnh, truyền tín hiệu và xử lý liên tục các phép tính đều có chất bán dẫn hỗ trợ. Đồng thời nó còn giúp mang lại cho người dùng trải nghiệm tốt nhất.

Trong ngành y tế

Chất bán dẫn đã đóng góp một phần không nhỏ trong sự phát triển của y học hiện đại. Những thiết bị CT, máy quét MRI, đo nhịp tim,… đều có chất bán dẫn giúp tăng độ chính xác của kết quả đo. Đặc biệt các thiết bị cảm biến và chuẩn đoán từ xa thì chất bán dẫn hỗ trợ bác sĩ có thể theo dõi bệnh nhân liên tục.

Ngành công nghiệp ô tô

Ngày nay ô tô không đơn thuần là phương tiện đi lại mà còn xem là trung tâm công nghệ hiện đại. Điều đó nhờ một phần vào sự hỗ trợ của chất bán dẫn để tăng cường từ hệ thống điều khiển động cơ, phanh ABS, giải trí,… Bên cạnh đó, việc phát triển xe tự lái giúp chúng an toàn, hiệu quả thì chất bán dẫn là phần không thể thiếu.

Hy vọng rằng qua bài viết trên đã giúp bạn giải đáp được thắc mắc chất bán dẫn là gì? Và những ứng dụng quan trọng của nó trong cuộc sống chúng ta. Cùng theo dõi TKTECH để cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích mỗi ngày về cách thiết bị đo lường.