A digitális eszközök egyre nagyobb szerepet játszanak a modern elektronikában. A mikroáramkörökön működő eszközök mára gyakorlatilag minden alkalmazási területet behatoltak – háztartási és ipari készülékek, gyerekjátékok, videó-rádió-televízió berendezések stb. Azonban még mindig vannak alkalmazások analóg diszkrét elemekre. Ráadásul a félvezető eszközök a modern mikroáramkörök lényegét képezik.
Hogyan működnek ezek az eszközök? A félvezető anyagok képezik az alapját az olyan eszközöknek, mint a félvezetők. Elektromos jellemzőik és tulajdonságaik szerint a dielektrikumok és a vezetők között foglalnak helyet. Megkülönböztető jellemzőik az elektromos vezetőképesség külső hőmérséklettől való függése, az ionizáló és fénysugárzás hatásának jellemzői, valamint a szennyeződések koncentrációja. A félvezetők nagyjából azonos jellemzőkkel rendelkeznek.
Az elektromos áram létrehozásának folyamatában bármely anyagban csak mobil töltéshordozók vehetnek részt. Minél több mobil hordozó van egy anyag térfogategységére vonatkoztatva, annál nagyobb lesz az elektromos vezetőképesség. A fémekben gyakorlatilag minden elektron vanszabad, és ez magas vezetőképességüket okozza. A félvezetőkben és a dielektrikumokban sokkal kevesebb a hordozó, és ezért nagyobb az ellenállás.
Az elektromos elemek, például a félvezető eszközök ellenállása erősen függ a hőmérséklettől. A hőmérséklet emelkedésével általában csökken.
Így a félvezető eszközök olyan elektronikus eszközök, amelyek működése a félvezetőknek nevezett anyagokban zajló specifikus folyamatokon alapul. Megtalálták a legszélesebb körű alkalmazást. Például az elektronikában és az elektrotechnikában a félvezető eszközöket különféle jelek, azok frekvenciájának, amplitúdójának és egyéb paramétereinek átalakítására használják. Az energiaszektorban ilyen eszközöket használnak az energia átalakítására.
A félvezető eszközök többféleképpen osztályozhatók. Ismeretesek például az osztályozás módszerei a működési elv, a cél, a tervezés, a gyártástechnológia, a területek és felhasználási területek, az anyagfajták szerint.
Azonban vannak úgynevezett főosztályok, amelyek a félvezető eszközöket jellemzik. Ezek az osztályok a következők:
- elektrokonvertáló eszközök, amelyek egyik értéket a másikra alakítanak át;
- optoelektronika, amely a fényjelet elektromos jellé alakítja és fordítva;
- szilárdtest-képkonverterek;
- termoelektromos eszközök, amelyek hőenergiát alakítanak átelektromos;
- magnetoelektromos és elektromágneses eszközök;
- piezoelektromos és nyúlásmérő.
Az integrált áramkörök az ilyen eszközök külön osztályának nevezhetők, mint félvezető eszközök, amelyek általában vegyesek, azaz sok jellemzőt egyesítenek egy eszközben.
A félvezető eszközöket általában kerámia vagy műanyag tokban gyártják, de vannak csomagolatlan opciók is.
