מכשירים דיגיטליים ממלאים תפקיד הולך וגובר באלקטרוניקה המודרנית. מכשירים הפועלים על מיקרו-מעגלים חדרו כעת כמעט לכל תחומי היישום - מכשירי חשמל ביתיים ותעשייתיים, צעצועי ילדים, ציוד וידאו-רדיו-טלוויזיה וכדומה. עם זאת, יש עדיין יישומים עבור אלמנטים דיסקרטיים אנלוגיים. יתר על כן, התקני מוליכים למחצה הם המהות של מעגלים מיקרו מודרניים.
איך המכשירים האלה עובדים? חומרים מוליכים למחצה הם הבסיס להתקנים כגון מוליכים למחצה. על פי המאפיינים והמאפיינים החשמליים שלהם, הם תופסים מקום בין דיאלקטריים לבין מוליכים. המאפיינים הייחודיים שלהם הם התלות של מוליכות חשמלית בטמפרטורה החיצונית, המאפיינים של ההשפעות של קרינת מייננת וקרינת אור, כמו גם ריכוז הזיהומים. למוליכים למחצה יש בערך אותה מערכת של מאפיינים.
בתהליך יצירת זרם חשמלי בכל חומר, רק נושאי מטען ניידים יכולים לקחת חלק. ככל שיש יותר נשאים ניידים ליחידת נפח של חומר, כך תהיה המוליכות החשמלית גדולה יותר. במתכות, כמעט כל האלקטרונים הםחינם, וזה גורם למוליכות הגבוהה שלהם. במוליכים למחצה ובדיאלקטריים, יש הרבה פחות נשאים, ולכן יותר התנגדות.
לאלמנטים חשמליים כגון התקני מוליכים למחצה יש תלות בולטת בטמפרטורה של התנגדות. ככל שהטמפרטורה עולה, היא בדרך כלל יורדת.
לכן, התקני מוליכים למחצה הם מכשירים אלקטרוניים כאלה, שפעולתם מבוססת על תהליכים ספציפיים בחומרים הנקראים מוליכים למחצה. הם מצאו את היישום הרחב ביותר. לדוגמה, בהנדסת אלקטרוניקה וחשמל, מכשירים מוליכים למחצה משמשים להמרת אותות שונים, התדר שלהם, משרעת ופרמטרים אחרים. במגזר האנרגיה משתמשים במכשירים כאלה להמרת אנרגיה.
ניתן לסווג התקני מוליכים למחצה בדרכים שונות. לדוגמא, שיטות סיווג ידועות לפי עקרון הפעולה, לפי מטרה, לפי תכנון, לפי טכנולוגיית ייצור, לפי אזורי ותחומי יישום, לפי סוגי חומרים.
עם זאת, יש מה שנקרא מחלקות ראשיות, המאפיינות התקן מוליכים למחצה. שיעורים אלה כוללים:
- התקני המרה חשמלית הממירים ערך אחד לערך אחר;
- אופטואלקטרוניקה, הממירה את אות האור לאות חשמלי ולהיפך;
- ממירי תמונה מוצק;
- מכשירים תרמו-אלקטריים הממירים אנרגיה תרמית לחשמלי;
- מכשירים מגנטו-אלקטרומגנטיים;
- פיזואלקטרי ומד מתח.
מעגלים משולבים יכולים להיקרא מחלקה נפרדת של מכשירים כגון התקני מוליכים למחצה, שבדרך כלל מעורבבים, כלומר משלבים מאפיינים רבים במכשיר אחד.
בדרך כלל התקני מוליכים למחצה מיוצרים באריזות קרמיקה או פלסטיק, אבל יש גם אפשרויות לא ארוזות.
