Digitaalisilla laitteilla on kasvava rooli nykyaikaisessa elektroniikassa. Mikropiireillä toimivat laitteet ovat nyt tunkeutuneet käytännöllisesti katsoen kaikille käyttöalueille - kodin- ja teollisuuskoneet, lasten lelut, video-radio-televisiolaitteet ja niin edelleen. Analogisille diskreeteille elementeille on kuitenkin edelleen sovelluksia. Lisäksi puolijohdelaitteet ovat nykyaikaisten mikropiirien ydin.
Miten nämä laitteet toimivat? Puolijohdeaineet ovat sellaisten laitteiden, kuten puolijohteiden, perusta. Sähköisten ominaisuuksiensa ja ominaisuuksiensa mukaan ne ovat eristeiden ja johtimien välissä. Niiden erityispiirteitä ovat sähkönjohtavuuden riippuvuus ulkolämpötilasta, ionisoivan ja valosäteilyn vaikutusten ominaisuudet sekä epäpuhtauksien pitoisuus. Puolijohteilla on suunnilleen samat ominaisuudet.
Sähkövirran luomiseen missä tahansa aineessa vain liikkuvat varauksenkantajat voivat osallistua. Mitä enemmän liikkuvia kantoaineita aineen tilavuusyksikköä kohti, sitä suurempi on sähkönjohtavuus. Metalleissa käytännössä kaikki elektronit ovatvapaa, ja tämä aiheuttaa niiden korkean johtavuuden. Puolijohteissa ja eristeissä on paljon vähemmän kantoa altoja ja siten enemmän resistiivisyyttä.
Sähköisten elementtien, kuten puolijohdelaitteiden, resistiivisyyden lämpötilariippuvuus on selvä. Lämpötilan noustessa se yleensä laskee.
Puolijohdelaitteet ovat siis sellaisia elektronisia laitteita, joiden toiminta perustuu tiettyihin prosesseihin aineissa, joita kutsutaan puolijohteiksi. He ovat löytäneet laajimman sovelluksen. Esimerkiksi elektroniikassa ja sähkötekniikassa puolijohdelaitteita käytetään muuntamaan erilaisia signaaleja, niiden taajuutta, amplitudia ja muita parametreja. Energia-alalla tällaisia laitteita käytetään muuntamaan energiaa.
Puolijohdelaitteet voidaan luokitella eri tavoin. Esimerkiksi luokitusmenetelmät tunnetaan toimintaperiaatteen, tarkoituksen, suunnittelun, valmistustekniikan, alueiden ja käyttöalueiden, materiaalityyppien mukaan.
On kuitenkin olemassa niin sanottuja pääluokkia, jotka luonnehtivat puolijohdelaitetta. Nämä luokat sisältävät:
- sähkömuunnoslaitteet, jotka muuntavat yhden arvon toiseksi;
- optoelektroniikka, joka muuntaa valosignaalin sähköiseksi signaaliksi ja päinvastoin;
- puolijohdekuvamuuntimet;
- lämpösähköiset laitteet, jotka muuttavat lämpöenergiaasähköinen;
- magnetosähköiset ja sähkömagneettiset laitteet;
- pietsosähköinen ja venymäanturi.
Integroituja piirejä voidaan kutsua erilliseksi luokaksi sellaisia laitteita kuten puolijohdelaitteita, joita yleensä sekoitetaan, eli ne yhdistävät monia ominaisuuksia yhdessä laitteessa.
Puolijohdelaitteet valmistetaan tavallisesti keraamisissa tai muovikoteloissa, mutta on myös pakkaamattomia vaihtoehtoja.
