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Circuiti integrati: quali sono i materiali semiconduttori più utilizzati?

​I circuiti integrati sono elementi fondamentali dell’elettronica, infatti consentono il funzionamento di molti dispositivi dai più semplici ai più articolati.

Conosciuti anche con il nome di chip, puoi trovarli in tutte le tue apparecchiature tecnologiche come ad esempio computer, timer, radio e unità logiche.
In poche parole sono circuiti elettronici realizzati sotto forma di miniatura, costruiti all’interno di una singola piastrina di materiale semiconduttore.

In questo articolo scoprirai chi è l’inventore del circuito integrato e quali sono ad oggi i materiali semiconduttori più utilizzati nella creazione di questa componente elettronica.

Chi ha inventato il circuito integrato?

La nascita del primo circuito integrato e dei primi modelli di microchip avvenne nel 1958 e viene attribuita a:

  • - Jack Kilby
  • - Robert Norton Noyce

Ad oggi, il circuito integrato occupa un ruolo importantissimo nella tecnologia moderna perché è riuscito a semplificare molti processi che un tempo risultavano complessi e faticosi. 

Infatti se un tempo collegare migliaia di componenti elettrici veniva considerata un'impresa, in termini di spazio e di riproduzione, oggi è tutto più semplice grazie proprio ai circuiti integrati. In particolare essi possono creare e generare su larga scala, e su una superficie di pochi millimetri, un circuito con milioni di componenti.

Che cosa sono i materiali semiconduttori? 

I materiali semiconduttori hanno caratteristiche di conduttività elettrica simili a quelle dei conduttori e a quelle degli isolanti. Per questo motivo sono perfetti  per creare gli  elementi base di un chip che sono:

  • - transistor
  • - diodi
  • - resistori
  • - altri componenti elettronici

Vediamo nei paragrafi successivi le specificità dei materiali semiconduttori più utilizzati per costruire circuiti elettrici efficienti che sono:

  • - germanio
  • - arseniuro di gallio
  • - silicio

Germanio

Il germanio è un semimetallo di colore bianco-argenteo utilizzato nella maggior parte dei transistor negli anni 50’-70’, chimicamente ha un comportamento simile a quello dello stagno. 

Arseniuro di gallio 

L’arseniuro di gallio è un semiconduttore formato dall’unione di due elementi chimici: l'arsenico e il gallio.

Le sue caratteristiche lo rendono utile nei dispositivi elettronici ad altissima velocità e quindi in componenti per  microonde, diodi LED, laser e celle fotovoltaiche.

Silicio 

Il silicio è l’elemento più abbondante sulla terra dopo l’ossigeno, è un semimetallo e un semiconduttore.

Con un determinato processo chiamato drogaggio può assumere diverse proprietà elettriche. Attualmente trova applicazione in tutta l’alta tecnologia e in apparecchiature come transistor, pannelli solari o celle solari.

È importante che i circuiti integrati siano molto fragili. Anche la più piccola interferenza può interrompere i singoli canali di connessione e danneggiare componenti delicati. Dovremmo interferire il meno possibile con i singoli elementi di collegamento. In caso di sostituzione di elementi saldati, possiamo sostituirli avendo cura della nostra sicurezza e di quella del chip.

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