Digitālajām ierīcēm ir arvien lielāka nozīme mūsdienu elektronikā. Ierīces, kas darbojas ar mikroshēmām, tagad ir iekļuvušas praktiski visās pielietojuma jomās - sadzīves un rūpnieciskajās ierīcēs, bērnu rotaļlietās, video-radio-televīzijas iekārtās utt. Tomēr joprojām ir lietojumprogrammas analogajiem diskrētiem elementiem. Turklāt pusvadītāju ierīces ir mūsdienu mikroshēmu būtība.
Kā šīs ierīces darbojas? Pusvadītāju vielas ir pamats tādām ierīcēm kā pusvadītāji. Saskaņā ar to elektriskajām īpašībām un īpašībām tie ieņem vietu starp dielektriķiem un vadītājiem. To atšķirīgās iezīmes ir elektriskās vadītspējas atkarība no ārējās temperatūras, jonizējošā un gaismas starojuma ietekmes īpašības, kā arī piemaisījumu koncentrācija. Pusvadītājiem ir aptuveni vienāds raksturlielumu kopums.
Elektriskās strāvas radīšanas procesā jebkurā vielā var piedalīties tikai mobilie lādiņnesēji. Jo vairāk mobilo nesēju uz vielas tilpuma vienību, jo lielāka būs elektriskā vadītspēja. Metālos praktiski visi elektroni irbrīvi, un tas izraisa to augstu vadītspēju. Pusvadītājos un dielektriķos ir daudz mazāk nesēju un līdz ar to lielāka pretestība.
Elektriskajiem elementiem, piemēram, pusvadītāju ierīcēm, ir izteikta pretestības atkarība no temperatūras. Temperatūrai paaugstinoties, tā parasti pazeminās.
Tādējādi pusvadītāju ierīces ir tādas elektroniskas ierīces, kuru darbības pamatā ir specifiski procesi vielās, ko sauc par pusvadītājiem. Viņi ir atraduši visplašāko pielietojumu. Piemēram, elektronikā un elektrotehnikā pusvadītāju ierīces izmanto, lai pārveidotu dažādus signālus, to frekvenci, amplitūdu un citus parametrus. Enerģētikas nozarē šādas ierīces izmanto, lai pārveidotu enerģiju.
Pusvadītāju ierīces var klasificēt dažādos veidos. Piemēram, klasifikācijas metodes ir zināmas pēc darbības principa, pēc mērķa, pēc konstrukcijas, pēc ražošanas tehnoloģijas, pēc jomām un pielietojuma jomām, pēc materiālu veidiem.
Tomēr ir tā sauktās galvenās klases, kas raksturo pusvadītāju ierīci. Šīs nodarbības ietver:
- elektropārveidošanas ierīces, kas pārvērš vienu vērtību citā;
- optoelektronika, kas pārvērš gaismas signālu elektriskā signālā un otrādi;
- cietvielu attēla pārveidotāji;
- termoelektriskas ierīces, kas pārvērš siltumenerģiju parelektrisks;
- magnetoelektriskās un elektromagnētiskās ierīces;
- pjezoelektriskais un deformācijas mērītājs.
Integrētās shēmas var saukt par atsevišķu šādu ierīču klasi kā pusvadītāju ierīces, kuras parasti ir jauktas, tas ir, tās apvieno daudzas īpašības vienā ierīcē.
Parasti pusvadītāju ierīces ražo keramikas vai plastmasas korpusos, taču ir arī neiepakotas iespējas.
