Što je unutarnji poluvodič i vanjski poluvodič?

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Električna svojstva materijala koji se nalazi između izolator kao i vozač je poznat kao poluvodički materijal. Najbolji primjeri poluvodiča su Si i Ge. Poluvodiči su klasificirani u dva tipa, odnosno svojstveni poluvodič i vanjski poluvodič (P-tip i N-tip). Unutarnji tip je čista vrsta poluvodiča, dok opsežni tip uključuje nečistoće koje čine vodljivu. Na sobnoj temperaturi, vlastita vodljivost postat će nula, dok će vanjska postati malo provodljiva. Ovaj članak razmatra pregled suštinskih poluvodiči i vanjski poluvodiči s dijagramima dopinga i energetskog pojasa.

Što je unutarnji poluvodič?

Intrinzično poluvodiča definicija je da je poluvodič koji je izuzetno čist unutarnji tip. Na konceptu energetskog pojasa, vodljivost ovog poluvodiča postat će nula na sobnoj temperaturi što je prikazano na sljedećoj slici. Unutarnji poluvodički primjeri su Si & Ge.




Unutarnji poluvodič

Unutarnji poluvodič

U navedenom energetski pojas dijagrama, vodljivi pojas je prazan dok je valentni pojas potpuno popunjen. Jednom kada se temperatura poveća, može joj se isporučiti nešto toplinske energije. Dakle, elektroni iz valentnog pojasa dovode se prema vodljivom pojasu napuštanjem valentnog pojasa.



Energetski pojas

Energetski pojas

Protok elektrona dok doseže od valencije do vodljivog pojasa bit će slučajan. Rupe nastale unutar kristala također mogu slobodno teći bilo gdje. Dakle, ponašanje ovog poluvodiča pokazat će negativni TCR ( temperaturni koeficijent otpora ). TCR znači da će se s porastom temperature smanjiti otpornost materijala i povećati vodljivost.

Dijagram energetskog pojasa

Dijagram energetskog pojasa

Što je vanjski poluvodič?

Da bi poluvodič postao vodljiv, dodaju se neke nečistoće koje se nazivaju vanjski poluvodiči. Na sobnoj temperaturi, ova vrsta poluvodiča provest će malu struju, međutim nije korisna u izradi raznih elektronički uređaji . Stoga, da bi poluvodič bio provodljiv, u materijal se može dodati malo odgovarajuće nečistoće postupkom dopiranja.

Extrinsic Semiconductor

Extrinsic Semiconductor

Doping

Proces dodavanja nečistoće poluvodiču poznat je kao doping. Količina nečistoće koja se dodaje materijalu mora se kontrolirati u vanjskoj pripremi poluvodiča. Općenito, jedan atom nečistoće može se dodati na 108 atoma poluvodiča.


Dodavanjem nečistoće, br. rupa ili elektrona može se povećati kako bi ga učinili provodljivim. Na primjer, ako petovalentna nečistoća uključuje 5 valentnih elektrona koji se dodaju čistom poluvodiču, tada br. elektrona će postojati. Na temelju vrste dodanih nečistoća, vanjski poluvodič može se klasificirati u dvije vrste poput poluvodiča N-tipa i poluvodiča P-tipa.

Koncentracija nosača u unutarnjem poluvodiču

U ovom tipu poluvodiča, kad valentni elektroni oštete kovalentnu vezu i presele se u vodljivi pojas, generirat će se dvije vrste nosača naboja poput rupa i slobodnih elektrona.
Ne. elektrona za svaku jedinicu volumena unutar vodljivih područja, inače je br. rupa za svaku jedinicu volumena unutar valentnog pojasa poznata je kao koncentracija nosača u vlastitom poluvodiču. Slično tome, koncentracija nosača elektrona može se definirati kao br. elektrona za svaku jedinicu volumena unutar vodljivog pojasa, dok je br. rupa za svaku jedinicu volumena unutar valentnog pojasa poznata je kao koncentracija nosača rupa.

U intrinzičnom tipu, elektroni koji se generiraju unutar vodljivog pojasa mogu biti ekvivalentni br. rupa koje nastaju u valentnom pojasu. Stoga je koncentracija nosača elektrona ekvivalentna koncentraciji nosača rupa. Tako se može dati kao

ni = n = p

Gdje je 'n' koncentracija nosača elektrona, 'P' je koncentracija nosača rupe, a 'ni' je koncentracija unutarnjeg nosača

U valentnom pojasu koncentracija rupe može se zapisati kao

P = Nv e - (EF-JEV)/DOBT

U vodljivom pojasu koncentracija elektrona može se zapisati kao

N = P = Nc e - (EC-JEF)/DOBT

U gornjoj jednadžbi, 'KB' je Boltzmannova konstanta

‘T’ je ukupna temperatura poluvodiča vlastitog tipa

‘Nc’ je učinkovita gustoća stanja unutar vodljivog pojasa.

‘Nv’ je učinkovita gustoća stanja unutar valentnog pojasa.

Provodljivost vlastitog poluvodiča

Ponašanje ovog poluvodiča je poput savršenog izolatora pri temperaturi od nula stupnjeva. Budući da je pri ovoj temperaturi vodljivi pojas prazan, valentni pojas pun, a za provođenje nema nosača naboja. Međutim, na sobnoj temperaturi toplinska energija može biti dovoljna da napravi ogromno ne. parova elektronskih rupa. Kad god se na poluvodič primijeni električno polje, tada će protok elektrona biti prisutan zbog kretanja elektrona u jednom smjeru i rupa u obrnutom smjeru

Za metal će gustoća struje biti J = nqEµ

Gustoća struje unutar čistog poluvodiča zbog protoka rupa i elektrona može se dati kao

Jn = nqEµn

Jp = pqEµstr

U gornjim jednadžbama, 'n' je koncentracija elektrona, a 'q' je naboj na rupi / elektronu, 'p' je koncentracija rupa, 'E' je primijenjeno električno polje, 'µ'n je mobilnost elektrona a „µ’p je pokretljivost rupa.

Gustoća cijele struje je

J = Jn + Jp

= nqEµn+ pqEµstr

I =qE (nµn+ pµstr)

Gdje je J = σE, tada će jednadžba biti

σE ==qE (nµn+ pµstr)

σ = q (nµn+ pµstr)

Ovdje je ‘σ’ vodljivost poluvodiča

Ne. elektrona jednaki su br. rupa u čistom poluvodiču pa je n = p = ni

'Ni' je koncentracija nosača unutarnjeg materijala, dakle

J =q (niµn+ niµstr)

Čista poluvodička vodljivost bit će

σ=q (niµn+ niµstr)

σ=qni (µn+ µstr)

Dakle, vodljivost čistog poluvodiča uglavnom ovisi o unutarnjoj pokretljivosti poluvodiča i elektrona i rupa.

Najčešća pitanja

1). Što je unutarnji i vanjski poluvodič?

Čisti tip poluvodiča je svojstveni tip, dok je vanjski poluvodič u koji se mogu dodavati nečistoće kako bi bio provodljiv.

2). Koji su primjeri intrinzičnog tipa?

Oni su Silicij i germanij

3). Koje su vrste vanjskih poluvodiča?

Oni su poluvodiči tipa P i tipa N

4). Zašto se vanjski poluvodiči koriste u proizvodnji elektronike?

Budući da je električna vodljivost vanjskog tipa visoka u usporedbi s vlastitom. Dakle, oni su primjenjivi u projektiranju tranzistora, dioda itd.

5). Koja je vlastita vodljivost?

U poluvodiču nečistoće i strukturni nedostaci imaju izuzetno nisku koncentraciju koja je poznata kao vlastita vodljivost.

Dakle, ovdje se radi o pregled unutarnjeg poluvodiča i Dijagram vanjskog poluvodiča i energetskog pojasa s dopingom. Evo pitanja za vas, koja je unutarnja temperatura?