Medžiagos, esančios tarp, elektrinė savybė izoliatorius taip pat vairuotojas yra žinomas kaip puslaidininkinė medžiaga. Geriausi puslaidininkių pavyzdžiai yra Si ir Ge. Puslaidininkiai skirstomi į du tipus, ty vidinį puslaidininkį ir išorinį puslaidininkį (P tipo ir N tipo). Būdingas tipas yra puslaidininkių grynumas, o ekstensyvus tipas apima priemaišas, kad būtų laidus. Kambario temperatūroje vidinis laidumas taps nulis, o išorinis - mažai laidus. Šiame straipsnyje aptariama būdingų dalykų apžvalga puslaidininkiai išoriniai puslaidininkiai su dopingo ir energijos juostų diagramomis.
Kas yra vidinis puslaidininkis?
Būdingas puslaidininkis apibrėžimas yra tai, kad puslaidininkis, kuris yra ypač grynas, yra savaiminis tipas. Pagal energijos juostos koncepciją šio puslaidininkio laidumas kambario temperatūroje taps nulis, kuris parodytas kitame paveiksle. Būdingi puslaidininkių pavyzdžiai yra Si & Ge.
Vidinis puslaidininkis
Pirmiau energijos juosta diagrama, laidumo juosta yra tuščia, o valentinė juosta yra visiškai užpildyta. Padidinus temperatūrą, į ją galima tiekti šiek tiek šilumos energijos. Taigi elektronai iš valentinės juostos tiekiami link laidumo juostos, paliekant valentinę juostą.
Energijos grupė
Elektronų srautas, pasiekiamas nuo valentingumo iki laidumo juostos, bus atsitiktinis. Skylės, susidariusios kristale, taip pat gali laisvai tekėti bet kur. Taigi, šio puslaidininkio elgesys parodys neigiamą TCR ( temperatūros atsparumo koeficientas ). TCR reiškia, kad padidėjus temperatūrai medžiagos atsparumas sumažės ir laidumas padidės.
Energijos juostos schema
Kas yra išorinis puslaidininkis?
Kad puslaidininkis taptų laidus, pridedama tam tikrų priemaišų, kurios vadinamos išoriniu puslaidininkiu. Kambario temperatūroje tokio tipo puslaidininkiai praleis nedidelę srovę, tačiau tai nėra naudinga kuriant įvairius Elektroniniai prietaisai . Todėl norint, kad puslaidininkis būtų laidus, dopingo proceso metu į medžiagą galima pridėti nedidelį kiekį tinkamų priemaišų.
Išorinis puslaidininkis
Dopingas
Nešvarumų pridėjimo į puslaidininkį procesas yra žinomas kaip dopingas. Priemaišų, kurios dedamos į medžiagą, kiekis turi būti kontroliuojamas ruošiant išorinius puslaidininkius. Apskritai, vieną priemaišų atomą galima pridėti prie 108 puslaidininkio atomų.
Pridedant priemaišų, Nr. skylių ar elektronų galima padidinti, kad jis būtų laidus. Pavyzdžiui, jei penkiavalentėje priemaišoje yra 5 valentiniai elektronai, kurie pridedami prie gryno puslaidininkio, tada Nr. elektronų egzistuos. Pagal pridėtą priemaišos rūšį išorinius puslaidininkius galima suskirstyti į du tipus, tokius kaip N tipo puslaidininkis ir P tipo puslaidininkis.
Nešiklio koncentracija vidiniame puslaidininkyje
Šio tipo puslaidininkiuose, kai valentiniai elektronai sugadina kovalentinį ryšį ir pereina į laidumo juostą, susidaro dviejų rūšių krūvininkai, kaip skylės ir laisvieji elektronai.
Ne. elektronų kiekvienam tūrio vienetui laidumo juostose, kitaip Nr. skylių kiekvienam tūrio vienetui valentinėje juostoje yra žinoma kaip nešiklio koncentracija vidiniame puslaidininkyje. Panašiai elektronų nešiklio koncentraciją galima apibrėžti kaip Nr. elektronų kiekvienam tūrio vienetui laidumo juostoje, o Nr. skylių kiekvienam tūrio vienetui valentingumo juostoje yra vadinama skylių nešiklio koncentracija.
Būdingu tipu laidumo juostoje generuojami elektronai gali būti lygiaverčiai Nr. skylių, kurios susidaro valentinės juostos viduje. Todėl elektronų nešiklių koncentracija yra lygi skylių nešiklių koncentracijai. Taigi jį galima duoti kaip
ni = n = p
Kur „n“ yra elektronų nešiklio koncentracija, „P“ yra skylės nešiklio koncentracija ir „ni“ yra vidinio nešiklio koncentracija
Valentinėje juostoje skylės koncentraciją galima užrašyti taip
P = Nv e - (EF-ISV) / ĮBT
Laidumo juostoje elektrono koncentraciją galima užrašyti taip
N = P = Nc e - (EC-ISF) / ĮBT
Aukščiau pateiktoje lygtyje ‘KB’ yra Boltzmanno konstanta
„T“ yra bendra vidinio puslaidininkio temperatūra
„Nc“ yra efektyvus būsenų tankis laidumo juostoje.
„Nv“ yra efektyvus būsenų tankis valentinės juostos ribose.
Vidinio puslaidininkio laidumas
Šio puslaidininkio elgesys yra lyg tobulas izoliatorius esant nuliui laipsnių temperatūros. Kadangi šioje temperatūroje laidumo juosta yra tuščia, valentinė juosta pilna ir laidumui nėra krūvininkų. Tačiau kambario temperatūroje šiluminės energijos gali pakakti, kad būtų padarytas didžiulis ne. elektronų-skylių porų. Kai puslaidininkiui bus pritaikytas elektrinis laukas, tada elektronai tekės dėl elektronų judėjimo viena kryptimi ir skylių atvirkštine kryptimi
Metalo srovės tankis bus J = nqEµ
Srovės tankis gryname puslaidininkyje dėl skylių ir elektronų srauto gali būti nurodytas
Jn = nqEµn
Jp = pqEµp
Pirmiau pateiktose lygtyse „n“ yra elektronų koncentracija, o „q“ - skylės / elektronų krūvis, „p“ - skylių koncentracija, „E“ - pritaikytasis elektrinis laukas, „µ“ yra elektronų mobilumas o µp yra skylių mobilumas.
Visos srovės tankis yra
J = Jn + Jp
= nqEµn+ pqEµp
Aš =qE (nµn+ pµp)
Kur J = σE, tada bus lygybė
σE ==qE (nµn+ pµp)
σ = q (nµn+ pµp)
Čia ‘σ’ yra puslaidininkio laidumas
Ne. elektronų yra lygūs ne. skylių gryname puslaidininkyje, taigi n = p = ni
‘Ni’ yra vidinės medžiagos nešiklio koncentracija, taigi
Dž =q (niµn+ niµp)
Grynas puslaidininkių laidumas bus
σ=q (niµn+ niµp)
σ=qni (µn+ µp)
Taigi gryno puslaidininkio laidumas daugiausia priklauso nuo vidinio puslaidininkio, elektronų ir skylių judrumo.
DUK
1). Kas yra vidinis ir išorinis puslaidininkis?
Grynas puslaidininkio tipas yra vidinis, o išorinis yra puslaidininkis, į kurį galima pridėti priemaišų, kad jis būtų laidus.
2). Kokie yra vidinio tipo pavyzdžiai?
Jie yra silicis ir germanis
3). Kokie yra išorinių puslaidininkių tipai?
Jie yra P tipo ir N tipo puslaidininkiai
4). Kodėl išoriniai puslaidininkiai naudojami elektronikos gamyboje?
Kadangi išorinio tipo elektrinis laidumas yra didelis, palyginti su vidiniu. Taigi jie taikomi projektuojant tranzistorius, diodus ir kt.
5). Koks yra vidinis laidumas?
Puslaidininkyje priemaišos ir struktūriniai defektai turi labai mažą koncentraciją, vadinamą vidiniu laidumu.
Taigi, visa tai yra apie vidinio puslaidininkio apžvalga išorinių puslaidininkių ir energijos juostos diagrama su dopingu. Štai jums klausimas, kokia yra vidinė temperatūra?
