X'inhu Semikonduttur Intrinsiku u Semikonduttur Estrinsiku - Faxxa tal-Enerġija & Doping?

Semikonduttur, kif jissuġġerixxi l-isem huwa tip ta 'materjal li juri l-proprjetajiet kemm tal-kondutturi kif ukoll tal-iżolaturi. Materjal semikonduttur jeħtieġ ċertu livell ta 'vultaġġ jew sħana biex jirrilaxxa t-trasportaturi tiegħu għall-konduzzjoni. Dawn is-semikondutturi huma kklassifikati bħala 'intrinsiċi' u 'estrinsiċi' abbażi tan-numru ta' trasportaturi. It-trasportatur intrinsiku huwa l-aktar forma pura ta 'semikondutturi u numru ugwali ta' elettroni (trasportaturi ta 'ċarġ negattiv) u toqob (trasportaturi ta' ċarġ pożittiv). Il-materjali semikondutturi l-aktar użati fil-fond huma Silikon (Si), Ġermanju (Ge), u Arsenidu tal-Gallju (GaAs). Ejja nistudjaw il-karatteristiċi u l-imġiba ta 'dawn it-tipi ta' semikondutturi. X'inhu Semikonduttur Intrinsiku? Is-semikonduttur Intrinsiku jista 'jiġi definit bħala materjal kimikament pur mingħajr ebda doping jew impurità miżjuda miegħu. L-iktar semikondutturi purament magħrufa intrinsiċi jew puri disponibbli huma s-Silikon (Si) u l-Ġermanju (Ge). L-imġieba tas-semikondutturi meta tapplika ċertu vultaġġ hija dipendenti fuq l-istruttura atomika tiegħu. Il-qoxra ta ’barra kemm tas-Silikon kif ukoll tal-Ġermanju għandhom erba’ elettroni kull wieħed. Biex jistabbilizzaw lil xulxin atomi fil-qrib jiffurmaw rabtiet kovalenti bbażati fuq il-qsim ta 'elettroni ta' valenza. Dan it-twaħħil fl-istruttura tal-kannizzata tal-kristall tas-Silikon huwa illustrat fil-figura 1. Hawnhekk wieħed jista 'jara li l-elettroni ta' valenza ta 'żewġ atomi Si par flimkien biex jiffurmaw Bond Kovalenti. Figura 1. Twaħħil kovalenti ta 'l-atomu tas-SilikonF'kull ir-rabtiet kovalenti huma stabbli u l-ebda trasportatur m'hu disponibbli għall-konduzzjoni. Hawnhekk is-semikonduttur intrinsiku jġib ruħu bħala iżolatur jew mhux konduttur. Issa jekk it-temperatura ambjentali tersaq qrib it-temperatura tal-kamra tal-bonds kovalenti tibda tkisser. Għalhekk l-elettroni mill-qoxra tal-valenza huma rilaxxati biex jieħdu sehem fil-konduzzjoni. Hekk kif aktar numru ta 'trasportaturi jiġu rilaxxati għall-konduzzjoni, is-semikonduttur jibda jġib ruħu bħala materjal konduttur. Id-dijagramma tal-faxxa tal-enerġija mogħtija hawn taħt tispjega din it-tranżizzjoni ta 'trasportaturi mill-faxxa ta' valenza għall-faxxa tal-konduzzjoni.Id-dijagramma tal-faxxa tal-EnerġijaId-dijagramma tal-faxxa tal-Enerġija li tidher fil-figura 2(a) turi żewġ livelli, Faxxa tal-Konduzzjoni u Faxxa ta 'Valence. L-ispazju bejn iż-żewġ meded jissejjaħ id-distakk ipprojbit Figura 2 (a). Dijagramma tal-medda tal-enerġija Figura Figura 2(b). Elettroni tal-faxxa ta' konduzzjoni u Valence f'semikonduttur Meta materjal semikonduttur ikun soġġett għal sħana jew vultaġġ applikat ftit mill-bonds kovalenti jinkisru, li jiġġenera elettroni ħielsa kif muri fil-figura 2 (b). Dawn l-elettroni ħielsa jiġu eċċitati u jiksbu enerġija biex jegħlbu d-distakk ipprojbit u jidħlu fil-faxxa tal-konduzzjoni mill-faxxa ta 'valenza. Hekk kif l-elettron iħalli l-faxxa ta 'valenza, iħalli warajh toqba fil-faxxa ta' valenza. F'semikonduttur intrinsiku dejjem se jinħoloq numru ugwali ta 'elettroni u toqob u għalhekk juri newtralità elettrika. Kemm l-elettroni kif ukoll it-toqob huma responsabbli għall-konduzzjoni tal-kurrent fis-semikonduttur intrinsiku. X'inhu Semikonduttur Estrinsiku? Is-semikonduttur estrinsiku huwa definit bħala l-materjal b'impurità miżjuda jew semikonduttur drogat. Id-doping huwa l-proċess ta 'żieda deliberata ta' impuritajiet biex jiżdied in-numru ta 'trasportaturi. L-elementi ta' impurità użati jissejħu bħala dopants. Peress li n-numru ta 'elettroni u toqob huwa akbar f'konduttur estrinsiku juri konduttività akbar minn semikondutturi intrinsiċi. Ibbażat fuq id-dopanti użati s-semikondutturi estrinsiċi huma kklassifikati aktar bħala "semikondutturi tat-tip N" u "semikondutturi tat-tip P". L-elementi pentavalenti jissejħu hekk kif għandhom 5 elettroni fil-qoxra tal-valenza tagħhom. L-eżempji ta 'impurità pentavalenti huma Fosfru (P), Arseniku (As), Antimonju (Sb). Kif muri fil-figura 3, l-atomu dopant jistabbilixxi rabtiet kovalenti billi jaqsam erba 'elettroni ta' valenza tiegħu ma 'erba' atomi tas-silikon ġirien. Il-ħames elettron jibqa' marbut b'mod laxk man-nukleu tal-atomu dopant. Huwa meħtieġ ħafna inqas enerġija ta 'jonizzazzjoni biex jinħeles il-ħames elettron sabiex iħalli l-faxxa ta' valenza u jidħol fil-faxxa tal-konduzzjoni. L-impurità pentavalenti tagħti elettron extra wieħed lill-istruttura tal-kannizzata u għalhekk tissejjaħ bħala l-impurità tad-Donatur.Figura 3. Semikondutturi tat-tip N b'impurità tad-donaturi Semikondutturi tat-tip P: semikondutturi tat-tip P huma drogati bis-semikondutturi trivalenti. L-impuritajiet trivalenti għandhom 3 elettroni fil-qoxra tal-valenza tagħhom. L-eżempji ta 'impuritajiet trivalenti jinkludu Boron (B), Gallju (G), Indju (In), Aluminju (Al). Kif muri fil-figura 4, l-atomu dopant jistabbilixxi rabtiet kovalenti ma 'tliet atomi tas-silikon ġirien biss u toqba jew vakanza hija ġġenerata fil-bond mar-raba' atomu tas-silikon. It-toqba taġixxi bħala trasportatur pożittiv jew spazju biex jokkupa l-elettron. Għalhekk l-impurità trivalenti tat vakanza jew toqba pożittiva li tista 'taċċetta faċilment l-elettroni u għalhekk tissejjaħ impurità Aċċettatur.  Figura 4. Semikonduttur tat-tip P bl-impurità li aċċetta l-Konċentrazzjoni tal-Carrier f'Semikonduttur IntrinsikuIl-konċentrazzjoni tal-ġarrier intrinsiku hija definita bħala n-numru ta 'elettroni għal kull unità ta' volum fil-faxxa tal-konduzzjoni jew in-numru ta 'toqob għal kull unità ta' volum fil-faxxa ta 'valenza. Minħabba l-vultaġġ applikat, l-elettron iħalli l-faxxa ta 'valenza u joħloq toqba pożittiva fil-post tiegħu. Dan l-elettron jkompli jidħol fil-faxxa tal-konduzzjoni u jieħu sehem fil-konduzzjoni tal-kurrent. F'semikonduttur intrinsiku, l-elettroni ġġenerati fil-faxxa tal-konduzzjoni hija ugwali għan-numru ta 'toqob fil-faxxa ta' valenza. Għalhekk il-konċentrazzjoni tal-elettroni (n) hija ugwali għall-konċentrazzjoni tat-toqba (p) f'semikonduttur intrinsiku. Il-konċentrazzjoni tal-ġarrier intrinsiku tista' tingħata bħala:n_i=n=p Fejn,n_i : konċentrazzjoni tal-ġarrier intrinsiku n : konċentrazzjoni tal-ġarrier tal-elettroni p : toqba -konċentrazzjoni tal-ġarriera Konduttività tas-Semikonduttur Intrinsiku Peress li s-semikonduttur intrinsiku huwa soġġett għal sħana jew vultaġġ applikat l-elettroni jivvjaġġaw minn faxxa ta ’valenza għal faxxa ta’ konduzzjoni u jħallu toqba pożittiva jew post vakanti fil-faxxa ta ’valenza. Għal darb'oħra dawn it-toqob jimtlew b'elettroni oħra hekk kif aktar bonds kovalenti jitkissru. Għalhekk l-elettroni u t-toqob jivvjaġġaw fid-direzzjoni opposta u s-semikonduttur intrinsiku jibda jmexxi. Il-konduttività tiżdied meta numru ta 'bonds kovalenti jitkissru u b'hekk aktar elettroni huma toqob huma rilaxxati għall-konduzzjoni. Il-konduttività ta’ semikonduttur intrinsiku hija espressa f’termini ta’ mobilità u konċentrazzjoni tat-trasportaturi ta’ ċarġ. semikonduttur n_i: konċentrazzjoni intrinsika tat-trasportatur μ_e: mobilità ta 'elettroni μ_h: mobilità ta' toqob Jekk jogħġbok irreferi għal din il-link biex tkun taf aktar dwar l-MCQs tat-Teorija tas-Semikondutturi

Ħalli messaġġ 

Lista messaġġ