Anwendung von Halbleitern
Halbleiter sind Materialien, die eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, die zwischen der eines Leiters und eines Isolators liegt. Diese besondere Eigenschaft macht sie in einer Vielzahl von elektronischen Anwendungen unverzichtbar.
Grundlegende Eigenschaften
Halbleiter können anorganisch oder organisch sein und ihre Leitungsfähigkeit lässt sich durch die chemische Struktur, Temperatur, Beleuchtung und das Vorhandensein von Dotierstoffen steuern. Die Leitfähigkeit von Halbleitern liegt zwischen der von Metallen, wie Kupfer oder Gold, und Isolatoren, wie Glas. Sie weisen eine Energielücke von weniger als 4eV (etwa 1eV) auf. In der Festkörperphysik ist diese Energielücke oder Bandlücke ein Energiebereich zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband, in dem Elektronenzustände verboten sind. Im Gegensatz zu Leitern müssen Elektronen in Halbleitern Energie aufnehmen, z.B. durch ionisierende Strahlung, um die Bandlücke zu überqueren und das Leitungsband zu erreichen.
Elektronische Geräte
Halbleiter werden zur Herstellung einer Vielzahl elektronischer Geräte verwendet, darunter Transistoren, Dioden und integrierte Schaltkreise. Diese Geräte finden Einsatz in Smartphones, Computern, Autos und Flugzeugen.
Solarmodule
Halbleiter wie Silizium sind gängige Materialien in der Produktion von Solarmodulen. Wenn Licht auf das Halbleitermaterial trifft, entsteht ein Elektronenfluss, der zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden kann.
Beleuchtung
Leuchtdioden (LEDs) sind eine Art Halbleitergerät, das Licht erzeugt, wenn ein elektrischer Strom angelegt wird. LEDs werden in einer Vielzahl von Beleuchtungsanwendungen eingesetzt, von Straßenlaternen bis hin zu Fernsehern.
Leistungselektronik
Halbleiter finden Anwendung in der Leistungselektronik, wie bei Wechselrichtersystemen, Leistungswandlern und Spannungsreglern. Diese Geräte werden zur Steuerung und Umwandlung elektrischer Energie in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, einschließlich Elektrofahrzeugen, erneuerbaren Energiesystemen und Industriemaschinen.
Sensoren
Halbleiter können auch zur Erstellung von Sensoren verwendet werden, die eine Vielzahl physikalischer Eigenschaften wie Temperatur, Druck und Licht erfassen und messen können. Diese Sensoren werden in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt, von Automobil- und Luftfahrtsystemen bis hin zu medizinischen Geräten und Umweltüberwachung.
