Linh kiện bán dẫn

Các linh kiện bán dẫn hay phần tử bán dẫn là các linh kiện điện tử khai thác tính chất điện tử của vật liệu bán dẫn, như silic, germani, và arsenua galli, cũng như chất bán dẫn hữu cơ.

Linh kiện bán dẫn sử dụng dẫn truyền điện tử ở trạng thái rắn (solid state), trái ngược với các trạng thái truyền điện tử phát xạ nhiệt hay khí trong chân không cao như ở các đèn điện tử chân không. Vì thế linh kiện bán dẫn đã thay thế các linh kiện ion nhiệt trong hầu hết các ứng dụng.

Các linh kiện bán dẫn được sản xuất ở cả hai dạng là linh kiện rời và mạch tích hợp (IC). Trong IC có từ vài (thấp nhất là hai) đến hàng tỷ linh kiện, được gia công và kết nối với nhau trên một nền bán dẫn duy nhất là tấm wafer.

Vật liệu bán dẫn 
Silic (Si) là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong các linh kiện bán dẫn. Chi phí nguyên liệu thấp, chế biến tương đối đơn giản, phạm vi nhiệt độ làm việc rộng, khả năng chế tạo thành tấm nền có đường kính đủ lớn cỡ 300 mm (12 in), làm cho nó là tốt nhất trong số các vật liệu cạnh tranh khác.

Germani (Ge) là loại vật liệu bán dẫn sử dụng đầu tiên, nhưng sự nhạy nhiệt làm cho nó thua kém silic. Hiện nay, germani được tạo hợp kim với silic để sử dụng trong các linh kiện SiGe tốc độ rất cao. IBM là một nhà sản xuất chính các linh kiện như vậy.

Arsenua galli (GaAs) cũng được sử dụng rộng rãi trong các linh kiện tốc độ cao, nhưng khó chế tạo được tấm nền lớn. Việc sản xuất hàng loạt các linh kiện GaAs đắt hơn silic đáng kể.

Vật liệu ít phổ biến khác cũng được sử dụng hoặc đang được nghiên cứu.

Carbide silic (SiC) đã tìm thấy một số ứng dụng làm nguyên liệu cho điốt phát sáng xanh lam (LED). Nó đang được nghiên cứu để sử dụng trong các linh kiện bán dẫn có thể chịu được nhiệt độ hoạt động rất cao và môi trường có bức xạ ion hóa lớn. Hiện tại điốt IMPATT là loại được chế tạo từ SiC.

Hợp chất indi khác nhau (arsenua, antimonua, phosphua indi) cũng đang được sử dụng trong các LED và điốt laser.

Sulfide Seleni đang được nghiên cứu sản xuất các tế bào năng lượng mặt trời.

Các chất bán dẫn hữu cơ được sử dụng cho điốt phát sáng hữu cơ.

Danh mục linh kiện bán dẫn phổ biến 
Theo Alldatasheet  và các trang cho các linh kiện.

Linh kiện hai chân:
 DIAC 
 Điốt biến dung (Varicap)
 Điốt Gunn (Transferred electron device, Điốt TED)
 Điốt TVS (Transient voltage suppression diode)
 Điốt IMPATT (IMPact ionization Avalanche Transit-Time diode)
 Điốt laser
 Điốt phát quang (LED)
 Điốt PIN 
 Điốt quang (Photodiode)
 Điốt Schottky 
 Điốt tunnel 
 Điốt Zener 
 Điốt chỉnh lưu
 Pin mặt trời
 Varistor
 VCSEL (Vertical-cavity surface-emitting laser)
 Phototransistor

Linh kiện ba chân:
 Transistor lưỡng cực BJT
 Transistor Darlington
 Transistor hiệu ứng trường FET, JFET, MOSFET
 Transistor HEMT (High electron mobility transistor)
 Transistor IGBT
 Thyristor SCR (Silicon-controlled rectifier), GTO (Gate-turn-off)
 TRIAC
 Transistor đơn nối UJT (Unijunction transistor)
 Ổn áp (voltage regulator)

Linh kiện bốn chân:
 Photocoupler (Optocoupler)
 Cảm biến hiệu ứng Hall (cảm biến từ trường)

Linh kiện đa chân:
 IC (Mạch tích hợp) 
 ADC (Analog-to-digital converter), DAC (Digital-to-analog converter)
 Cổng logic
 Khuếch đại thuật toán
 Multiplexer, Demultiplexer 
 Flip-flop
 Mạch cộng (Adder)
 Mạch đếm (Counter)
 Thanh ghi dịch (Shift register)

VLSI (Very-large-scale integration):
 Cảm biến CCD
 Chipset
 CPU, GPU (Bộ vi xử lý)
 Vi điều khiển (Microcontroller)
 Generic Array Logic (GAL), Programmable Array Logic (PAL), Field Programmable Gate Array (FPGA)
 RAM
 ROM, PROM, EPROM, EEPROM (Bộ nhớ chỉ đọc)
 Bộ nhớ flash

Xem thêm 
 Linh kiện điện tử
 Ký hiệu điện tử
 Sơ đồ mạch điện

Tham khảo

Liên kết ngoài 

 Alldatasheet 
 Sách học điện tử

Bán dẫn