Dalam elektronik moden dan optoelektronik, bahan semikonduktor memainkan peranan yang tidak boleh ditukar ganti. Daripada telefon pintar dan radar automotif kepada laser gred industri, peranti semikonduktor ada di mana-mana. Di antara semua parameter utama, kerintangan ialah salah satu metrik paling asas untuk memahami dan mereka bentuk prestasi peranti semikonduktor.
1. Apakah Kerintangan?
Kerintangan ialah kuantiti fizik yang mengukur seberapa kuat bahan menentang aliran arus elektrik, biasanya dinyatakan dalam ohm-sentimeter (Ω·cm). Ia mencerminkan "rintangan" dalaman yang dialami elektron semasa mereka bergerak melalui bahan. Logam secara amnya mempunyai kerintangan yang sangat rendah, penebat mempunyai kerintangan yang sangat tinggi, dan semikonduktor jatuh di suatu tempat di antara-dengan kelebihan tambahan kerintangan boleh melaras. Kerintangan ρ=R*(L/A), di mana: R ialah rintangan elektrik, A ialah luas keratan rentas bahan, L ialah panjang bahan.
2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kerintangan Semikonduktor
Tidak seperti logam, kerintangan semikonduktor tidak tetap. Ia dipengaruhi oleh beberapa faktor utama:
① Jenis Bahan: Bahan semikonduktor yang berbeza seperti silikon (Si), galium arsenida (GaAs), dan indium fosfida (InP) mempunyai nilai kerintangan intrinsik yang berbeza.
② Doping: Memperkenalkan dopan (seperti boron atau fosforus) pada jenis dan kepekatan yang berbeza mengubah kepekatan pembawa, dengan ketara memberi kesan kerintangan.
③ Suhu: Kerintangan semikonduktor sangat bergantung pada suhu. Apabila suhu meningkat, kepekatan pembawa meningkat, secara amnya menyebabkan kerintangan yang lebih rendah.
④ Struktur dan Kecacatan Kristal: Ketidaksempurnaan dalam struktur kristal—seperti kehelan atau kecacatan—boleh menghalang mobiliti pembawa dan dengan itu mempengaruhi kerintangan.
3. Bagaimana Kerintangan Mempengaruhi Prestasi Peranti
Dalam aplikasi praktikal, kerintangan secara langsung memberi kesan kepada penggunaan kuasa, kelajuan tindak balas dan kestabilan operasi. Contohnya:
Dalam diod laser, kerintangan yang terlalu tinggi membawa kepada pemanasan yang ketara, yang menjejaskan kecekapan output cahaya dan jangka hayat peranti.
Dalam peranti RF, kerintangan yang ditala dengan teliti membolehkan padanan impedans optimum dan penghantaran isyarat yang lebih baik.
Dalam pengesan foto, substrat kerintangan tinggi selalunya penting untuk mencapai prestasi arus gelap yang rendah.
Oleh itu, reka bentuk dan kawalan kerintangan yang tepat adalah penting dalam kejuruteraan peranti semikonduktor.
4. Julat Kerintangan Perindustrian Biasa (Nilai Rujukan)
Kerintangan Jenis Bahan (Ω·cm)
Silikon Intrinsik (Si) ~2.3 × 10⁵
Silikon Doped (jenis-n/jenis-p) 10⁻³ ~ 10²
Gallium Arsenide (GaAs) 10⁶ (separa penebat) ~ 10⁻³
Indium Phosphide (InP) 10⁴ ~ 10⁻²
5. Kesimpulan
Kerintangan adalah lebih daripada sekadar parameter bahan—ia merupakan faktor utama yang secara langsung mempengaruhi prestasi dan kebolehpercayaan peranti semikonduktor. Di Lumispot, kami mengoptimumkan kerintangan melalui pemilihan bahan, teknik doping yang tepat dan kawalan proses yang diperhalusi untuk memastikan peranti kami memberikan kecekapan tinggi dan operasi yang stabil merentas pelbagai aplikasi.
6. Mengenai Kami
Lumispot mengkhusus dalam pembangunan dan pembuatan laser semikonduktor berprestasi tinggi dan peranti optoelektronik. Kami memahami peranan penting yang dimainkan oleh parameter bahan seperti kerintangan dalam prestasi produk. Hubungi kami untuk mengetahui lebih lanjut tentang kawalan kerintangan, bahan semikonduktor tersuai dan penyelesaian reka bentuk laser yang disesuaikan dengan keperluan aplikasi anda.
Masa siaran: Jun-09-2025