Właściwość elektryczna materiału, który leży pomiędzy izolator jak również kierowca jest znany jako materiał półprzewodnikowy. Najlepszymi przykładami półprzewodników są Si i Ge. Półprzewodniki dzieli się na dwa typy, a mianowicie półprzewodniki wewnętrzne i półprzewodniki zewnętrzne (typu P i typu N). Typ wewnętrzny to czysty rodzaj półprzewodnika, podczas gdy typ ekstensywny zawiera zanieczyszczenia, które powodują przewodzenie. W temperaturze pokojowej przewodnictwo wewnętrzne wyniesie zero, podczas gdy przewodnictwo zewnętrzne stanie się słabo przewodzące. W tym artykule omówiono przegląd wewnętrznych półprzewodniki oraz zewnętrzne półprzewodniki ze schematami domieszkowania i pasmami energii.
Co to jest Intrinsic Semiconductor?
Wewnętrzny półprzewodnik Definicja jest taka, że półprzewodnik, który jest wyjątkowo czysty, jest typem wewnętrznym. Zgodnie z koncepcją pasma energetycznego przewodność tego półprzewodnika osiągnie zero w temperaturze pokojowej, co pokazano na poniższym rysunku. Wewnętrzne przykłady półprzewodników to Si i Ge.
Wewnętrzny półprzewodnik
W powyższym zespół energetyczny diagram, pasmo przewodnictwa jest puste, podczas gdy pasmo walencyjne jest całkowicie wypełnione. Gdy temperatura wzrośnie, można do niego dostarczyć pewną ilość energii cieplnej. Zatem elektrony z pasma walencyjnego są dostarczane w kierunku pasma przewodnictwa, opuszczając pasmo walencyjne.
Zespół energii
Przepływ elektronów od wartościowości do pasma przewodnictwa będzie losowy. Otwory utworzone w krysztale mogą również swobodnie przepływać w dowolnym miejscu. Tak więc zachowanie tego półprzewodnika pokaże ujemny TCR ( współczynnik temperaturowy oporu ). TCR oznacza, że wraz ze wzrostem temperatury rezystywność materiału zmniejszy się, a przewodność wzrośnie.
Schemat pasma energii
Co to jest Extrinsic Semiconductor?
Aby półprzewodnik był podobny do przewodzącego, dodaje się pewne zanieczyszczenia, które nazywane są zewnętrznymi półprzewodnikami. W temperaturze pokojowej ten rodzaj półprzewodnika będzie przewodził niewielki prąd, jednak nie jest pomocny w tworzeniu różnych urządzenia elektryczne . Dlatego też, aby półprzewodnik przewodził, można dodać niewielką ilość odpowiednich zanieczyszczeń do materiału w procesie domieszkowania.
Zewnętrzny półprzewodnik
Doping
Proces dodawania zanieczyszczeń do półprzewodnika nazywany jest domieszkowaniem. Ilość zanieczyszczeń, które są dodawane do materiału, musi kontrolować w zewnętrznym preparacie półprzewodników. Ogólnie jeden atom zanieczyszczeń można dodać do 108 atomów półprzewodnika.
Dodając nieczystość, nie. dziur lub elektronów można zwiększyć, aby były przewodzące. Na przykład, jeśli zanieczyszczenie pięciowartościowe zawiera 5 elektronów walencyjnych, które są dodawane do czystego półprzewodnika, to nie. elektronów będzie istnieć. Na podstawie rodzaju dodanego zanieczyszczenia zewnętrzny półprzewodnik można podzielić na dwa typy, takie jak półprzewodnik typu N i półprzewodnik typu P.
Koncentracja nośnych w półprzewodnikach wewnętrznych
W tego typu półprzewodnikach, gdy elektrony walencyjne uszkodzą wiązanie kowalencyjne i wejdą w pasmo przewodnictwa, powstają dwa rodzaje nośników ładunku, takie jak dziury i swobodne elektrony.
Nie. elektronów na każdą jednostkę objętości w pasmach przewodzenia, w przeciwnym razie nie. otworów dla każdej jednostki objętości w paśmie walencyjnym jest znane jako stężenie nośnika w wewnętrznym półprzewodniku. Podobnie, stężenie nośników elektronów można zdefiniować jako nie. elektronów na każdą jednostkę objętości w paśmie przewodnictwa, podczas gdy nie. otworów dla każdej jednostki objętości w paśmie walencyjnym jest znane jako stężenie nośnika dziury.
W typie wewnętrznym elektrony generowane w paśmie przewodnictwa mogą być równoważne nie. dziur, które powstają w paśmie walencyjnym. Dlatego stężenie nośników elektronów jest równoważne stężeniu nośnika dziurowego. Więc można to podać jako
ni = n = p
Gdzie „n” jest stężeniem nośnika elektronów, „P” jest stężeniem nośnika dziury, a „ni” jest stężeniem wewnętrznego nośnika
W paśmie walencyjnym stężenie dziury można zapisać jako
P = Nv e - (E.fa-JESTV)/DObT
W paśmie przewodnictwa stężenie elektronu można zapisać jako
N = P = Nc e - (E.do-JESTfa)/DObT
W powyższym równaniu „KB” jest stałą Boltzmanna
„T” oznacza całkowitą temperaturę półprzewodnika typu własnego
„Nc” to efektywna gęstość stanów w paśmie przewodnictwa.
„Nv” to efektywna gęstość stanów w paśmie walencyjnym.
Przewodnictwo samoistnego półprzewodnika
Zachowanie się tego półprzewodnika jest jak doskonały izolator w temperaturze zero stopni. Ponieważ w tej temperaturze pasmo przewodnictwa jest puste, pasmo walencyjne jest pełne, a dla przewodzenia nie ma nośników ładunku. Jednak w temperaturze pokojowej energia cieplna może wystarczyć, aby zrobić ogromne nie. par elektron-dziura. Ilekroć do półprzewodnika zostanie przyłożone pole elektryczne, a następnie przepływ elektronów będzie tam z powodu ruchu elektronów w jednym kierunku i dziur w kierunku przeciwnym
W przypadku metalu gęstość prądu będzie wynosić J = nqEµ
Gęstość prądu w czystym półprzewodniku ze względu na przepływ dziur i elektronów można podać jako
Jn = nqEµn
Jp = pqEµp
W powyższych równaniach „n” to stężenie elektronów, a „q” to ładunek dziury / elektronu, „p” to stężenie dziur, „E” to przyłożone pole elektryczne, „µ” to ruchliwość elektronów a „µ” to ruchliwość dziur.
Gęstość całego prądu wynosi
J = Jn + Jp
= nqEµn+ pqEµp
I =qE (nµn+ pµp)
Gdzie J = σE, to równanie będzie
σE ==qE (nµn+ pµp)
σ = q (nµn+ pµp)
Tutaj „σ” jest przewodnością półprzewodnika
Nie. elektronów równa się nie. dziur w czystym półprzewodniku, więc n = p = ni
„Ni” to stężenie nośnika materiału wewnętrznego, tzw
jot =q (niµn+ niµp)
Czyste przewodnictwo półprzewodnika będzie
σ=q (niµn+ niµp)
σ=qni (µn+ µp)
Zatem przewodnictwo czystego półprzewodnika zależy głównie od wewnętrznej ruchliwości półprzewodnika oraz elektronów i dziur.
FAQs
1). Co to jest wewnętrzny i zewnętrzny półprzewodnik?
Czysty typ półprzewodnika to typ wewnętrzny, podczas gdy zewnętrzny to półprzewodnik, do którego można dodać zanieczyszczenia, aby nadać mu przewodnictwo.
2). Jakie są przykłady typu wewnętrznego?
Są to krzem i german
3). Jakie są typy zewnętrznych półprzewodników?
Są to półprzewodniki typu P i typu N.
4) Dlaczego zewnętrzne półprzewodniki są używane w produkcji elektroniki?
Ponieważ przewodność elektryczna typu zewnętrznego jest wysoka w porównaniu z wewnętrzną. A więc mają one zastosowanie przy projektowaniu tranzystorów, diod itp.
5). Jakie jest przewodnictwo wewnętrzne?
W półprzewodniku zanieczyszczenia i wady strukturalne mają wyjątkowo niskie stężenie, znane jako przewodnictwo wewnętrzne.
Tak więc chodzi o plik przegląd Intrinsic Semiconductor oraz zewnętrzny schemat półprzewodników i pasm energii z domieszkowaniem. Oto pytanie do ciebie, jaka jest temperatura wewnętrzna?
