Dalam elektronik dan optoelektronik moden, bahan semikonduktor memainkan peranan yang tidak tergantikan. Daripada telefon pintar dan radar automotif hinggalah laser gred perindustrian, peranti semikonduktor terdapat di mana-mana. Antara semua parameter utama, kerintangan merupakan salah satu metrik paling asas untuk memahami dan mereka bentuk prestasi peranti semikonduktor.
1. Apakah Kerintangan?
Resistiviti ialah kuantiti fizikal yang mengukur sejauh mana sesuatu bahan menentang aliran arus elektrik, biasanya dinyatakan dalam ohm-sentimeter (Ω·cm). Ia mencerminkan "rintangan" dalaman yang dialami oleh elektron semasa ia bergerak melalui bahan. Logam pada amnya mempunyai kerintangan yang sangat rendah, penebat mempunyai kerintangan yang sangat tinggi, dan semikonduktor berada di antara keduanya—dengan kelebihan tambahan iaitu kerintangan yang boleh ditala. Resistiviti ρ=R*(L/A), dengan: 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 pelbagai jenis dan kepekatan mengubah kepekatan pembawa, sekali gus memberi kesan yang ketara kepada kerintangan.
③ Suhu: Kerintangan semikonduktor sangat bergantung pada suhu. Apabila suhu meningkat, kepekatan pembawa juga meningkat, secara amnya mengakibatkan kerintangan yang lebih rendah.
④ Struktur dan Kecacatan Hablur: Kecacatan dalam struktur hablur—seperti kehelan atau kecacatan—boleh menghalang mobiliti pembawa dan seterusnya mempengaruhi kerintangan.
3. Bagaimana Kerintangan Mempengaruhi Prestasi Peranti
Dalam aplikasi praktikal, kerintangan memberi kesan langsung kepada penggunaan kuasa, kelajuan tindak balas dan kestabilan operasi. Contohnya:
Dalam diod laser, kerintangan yang terlalu tinggi menyebabkan pemanasan yang ketara, yang menjejaskan kecekapan output cahaya dan jangka hayat peranti.
Dalam peranti RF, kerintangan yang ditala dengan teliti membolehkan pemadanan impedans optimum dan penghantaran isyarat yang lebih baik.
Dalam fotodetektor, substrat berrintangan 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 Lazim (Nilai Rujukan)
Jenis Bahan Kerintangan (Ω·cm)
Silikon Intrinsik (Si) ~2.3 × 10⁵
Silikon Terdop (jenis-n/jenis-p) 10⁻³ ~ 10²
Galium Arsenida (GaAs) 10⁶ (separuh penebat) ~ 10⁻³
Indium Fosfida (InP) 10⁴ ~ 10⁻²
5. Kesimpulan
Kerintangan 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 merentasi pelbagai aplikasi.
6. Tentang Kami
Lumispot pakar 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: 9 Jun-2025