Pusvadītāji

„Es domāju, ka pie vainas bija ķieģeļi. Tie bija vai nu pārāk mīksti, vai trausli! Māla ķieģeļi tolaik nebija ļoti labas kvalitātes, kā Tu vari to iedomāties” Maks teica, skatoties uz zvanu torni.

„Šis nav tas gadījums. Ēka pat nav celta no ķieģeļiem! Tā ir celta no marmora un tas bija pārāk smags un zeme bija pārāk mīksta, saskaņā ar rokasgrāmatu” Lilija teica un parādīja viņam savu displeju, kurā runāja Itālijas vēstures profesora hologramma. „Ķieģeļi ir labi. Tie ir mūsu civilizācijas pamatakmeņi… burtiski!”

„Tiešām? Ķieģeļi? Tos tu uzskati par mūsu civilizācijas pamatakmeņiem?” Maks smējās. „Kas tad ir?” Lilija jautāja. „Tērauds? Koks? Modernie materiāli? Īpašie sakausējumi?”

„Nu, paskaties apkārt! Ko Tu redzi?” Maks teica. Lilija paskatījās apkārt un ieraudzīja Pizas torni, Katedrāli, Piazza del Duomo, visas ēkas… tās bija celtas vai nu no ķieģeļiem, vai marmora. Tad Maks lūdza viņai paskatīties uz cilvēkiem apkārt. Visi tūristi bija aprīkojušies ar dažāda veida kamerām, mobilajiem telefoniem, planšetēm un dažāda veida citām elektroniskām ierīcēm.

„Nu un? Elektronika ir pamatakmens?” Visas elektroniskās ierīces ir izgatavotas no shēmām; tranzistori, mikroshēmas, diodes, rezistori. Un tie visi tiek izvietoti ap materiālu ar pielāgojamu vadītspēju – pusvadītāji.

Vadītājs, kā norāda tā nosaukums, ir materiāls, kas vada strāvu, tas nozīmē – ļauj elektriskajai strāvai plūst caur to, bet izolators ir pretējs – tas nevada strāvu. Tas notiek tāpēc, ka vadītāju struktūrā ir brīvie elektroni, kas brīvi plūst, kamēr izolatoriem to nav. Vadītāji ietver materiālus, kā, piemēram, sudrabu vai varu (metālus), bet izolatori – stiklu un papīru.

Pusvadītāji atrodas pa vidu – atkarībā no apstākļiem tiem apkārt, tie strāvu var vadīt vai arī nevadīt. Mēs varam viegli mainīt pusvadītāju vadītspēju, pārveidojot brīvo elektronu skaitu, ko tas satur, to uzkarsējot, apstarojot vai izmainot elektrisko lauku ap to. Pusvadītāja uzkarsēšana, ļauj elektroniem atbrīvoties un brīvi kustēties starp atomiem, tāpēc arī šis apzīmējums – brīvie elektroni.

Vieni no slavenākajiem pusvadītājiem ir silīcijs un germānijs.

Pusvadītāji ir pamatakmeņi visām elektroniskajām ierīcēm – analogām un digitālām, piemēram, diodēm, tranzistoriem, saules baterijām, LED un displejiem, integrētajām shēmām, sensoriem. Iedomājies pasauli bez elektronikas mikroshēmām: nebūtu ne radio vai televīzijas, ne datori, ne videospēles, ne mobilie telefoni vai planšetes, ne elektriskās medicīnas iekārtas, ne modernie kontroles paneļi automašīnās un lidmašīnās… tā būtu pasaule bez pusvadītājiem.

„Labi, tāpēc pusvadītāji ir mūsu pasaules pamatakmeņi? Tas nozīmē – germānijs un silīcijs? Vai esi dzirdējis par Silīcija ieleju, Silīcija Glen utt. Tām ir paredzēts būt augsto tehnoloģiju vietām.”

„Patiesībā tas ir ne tikai silīcijs vai germānijs. Ir daudz vairāk pusvadītāju materiālu un visi no tiem satur nelielu daudzumu citu elementu, piemēram, boru vai fosforu. Šie papildinājumi maina brīvo elektronu skaitu. Kombinācija ir laba.” Šī doma viņam neapzināti lika apvienot slaveno itāļu saldējumu ar skaidiņām. Viņš ar lielu smaidu pasūtīja vaniļas saldējumu ar šokolādes skaidiņām.

„Cik daudz brīvo elektronu satur Tavs saldējums?” Lilija kaitināja viņu.

„Saldējums varētu būt mana uztura pamatakmens!” Atbildēja Maks ar pilnu muti.