Halbleiterbauelemente und Anwendungen

Halbleiterbauelemente sind elektronische Komponenten, die die elektronischen Eigenschaften von Halbleitermaterialien, vor allem Silizium, Germanium und Galliumarsenid, sowie von organischen Halbleitern nutzen. Halbleiterbauelemente haben in den meisten Anwendungen thermionische Bauelemente (Vakuumröhren) ersetzt. Sie nutzen die elektronische Leitung im festen Zustand im Gegensatz zum gasförmigen Zustand oder zur thermionischen Emission in einem Hochvakuum. Halbleiterbauelemente werden sowohl als einzelne diskrete Bauelemente als auch als integrierte Schaltungen (ICs) hergestellt, die aus einer Reihe von Bauelementen - von wenigen (bis zu zwei) bis zu Milliarden - bestehen, die auf einem einzigen Halbleitersubstrat (Wafer) hergestellt und miteinander verbunden sind. Halbleitermaterialien sind nützlich, weil ihr Verhalten durch die Zugabe von Verunreinigungen, die so genannte Dotierung, leicht manipuliert werden kann. Die Leitfähigkeit von Halbleitern kann durch Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes, durch Einwirkung von Licht oder Wärme oder durch mechanische Verformung eines dotierten monokristallinen Gitters gesteuert werden. Die Stromleitung in einem Halbleiter erfolgt über bewegliche oder "freie" Elektronen und Löcher, die als Ladungsträger bezeichnet werden.