Ang pag-aari ng elektrisidad ng isang materyal na nasa pagitan insulator pati na rin ang driver ay kilala bilang isang materyal na semiconductor. Ang pinakamahusay na mga halimbawa ng semiconductors ay Si at Ge. Ang semiconductors ay inuri sa dalawang uri katulad ng intrinsic semiconductor at extrinsic semiconductor (P-type at N-type). Ang intrinsic na uri ay purong uri ng semiconductor samantalang ang isang malawak na uri ay may kasamang mga impurities upang makagawa ng conductive. Sa temperatura ng kuwarto, ang conductivity ng intrinsic ay magiging zero samantalang ang extrinsic ay magiging maliit na conductive. Tinalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang ideya ng intrinsic semiconductors at extrinsic semiconductors na may mga diagram ng doping at enerhiya band.
Ano ang Intrinsic Semiconductor?
Intrinsic semiconductor kahulugan ay, isang semiconductor na lubos na dalisay ay isang intrinsic na uri. Sa konsepto ng enerhiya na banda, ang kondaktibiti ng semiconductor na ito ay magiging zero sa temperatura ng kuwarto na ipinapakita sa sumusunod na pigura. Ang mga halimbawa ng intricic semiconductor ay Si & Ge.
Intrinsic Semiconductor
Sa itaas banda ng enerhiya diagram, ang conduction band ay walang laman samantalang ang valence band ay puno ng ganap. Kapag ang temperatura ay nadagdagan, ang ilang enerhiya ng init ay maaaring ibigay dito. Kaya't ang mga electron mula sa valence band ay ibinibigay patungo sa conduction band sa pamamagitan ng pag-iwan ng valence band.
Energy Band
Ang daloy ng mga electron habang umaabot mula sa valence hanggang sa conduction band ay magiging random. Ang mga butas na nabuo sa loob ng kristal ay maaari ring dumaloy kahit saan nang malaya. Kaya, ang pag-uugali ng semiconductor na ito ay magpapakita ng isang negatibong TCR ( temperatura coefficient ng paglaban ). Ang ibig sabihin ng TCR, kapag tumaas ang temperatura, ang resistivity ng materyal ay mababawasan at tataas ang conductivity.
Diagram ng Energy Band
Ano ang Extrinsic Semiconductor?
Upang makagawa ng isang semiconductor tulad ng conductive, pagkatapos ay idaragdag ang ilang mga impurities na tinatawag na extrinsic semiconductor. Sa temperatura ng kuwarto, ang ganitong uri ng semiconductor ay magsasagawa ng isang maliit na kasalukuyang gayunpaman, hindi ito kapaki-pakinabang sa paggawa ng iba't ibang mga elektronikong aparato . Samakatuwid, upang gawing kondaktibo ang semiconductor, maaaring idagdag ang isang maliit na dami ng naaangkop na karumihan sa materyal sa pamamagitan ng proseso ng pag-doping.
Extrinsic Semiconductor
Doping
Ang proseso ng pagdaragdag ng karumihan sa isang semiconductor ay kilala bilang doping. Ang dami ng karumihan na idinagdag sa materyal ay kailangang makontrol sa paghahanda ng extrinsic semiconductor. Sa pangkalahatan, ang isang atom na impurity ay maaaring idagdag sa 108 atoms ng isang semiconductor.
Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng karumihan, ang no. ng mga butas o electron ay maaaring dagdagan upang gawin itong conductive. Halimbawa, kung ang isang impaval sa Pentavalent ay may kasamang 5 valence electron na idinagdag sa isang purong semiconductor kung gayon ang no. ng mga electron ay magkakaroon. Batay sa uri ng pagdaragdag ng karumihan, ang extrinsic semiconductor ay maaaring maiuri sa dalawang uri tulad ng N-type semiconductor at P-type semiconductor.
Konsentrasyon ng Carriers sa Intrinsic Semiconductor
Sa ganitong uri ng semiconductor, sa sandaling ang valence electron ay makapinsala sa covalent bond at lumipat sa conduction band kaysa sa dalawang uri ng mga carrier ng singil ay mabubuo tulad ng mga butas at libreng mga electron.
Ang hindi. ng mga electron para sa bawat dami ng yunit sa loob ng mga conduction band kung hindi man ang no. ng mga butas para sa bawat dami ng yunit sa loob ng valence band ay kilala bilang konsentrasyon ng carrier sa isang intrinsic semiconductor. Katulad nito, ang konsentrasyon ng electron carrier ay maaaring tukuyin bilang no. ng mga electron para sa bawat dami ng yunit sa loob ng band ng pagpapadaloy samantalang ang hindi. ng mga butas para sa bawat dami ng yunit sa loob ng valence band ay kilala bilang konsentrasyon ng hole-carrier.
Sa intrinsic na uri, ang mga electron na nabuo sa loob ng conduction band ay maaaring katumbas ng no. ng mga butas na nabuo sa loob ng valence band. Samakatuwid ang konsentrasyon ng mga carrier ng electron ay katumbas ng konsentrasyon ng hole-carrier. Kaya't maaari itong ibigay bilang
ni = n = p
Kung saan ang 'n' ay ang konsentrasyon ng electron carrier, ang 'P' ay ang konsentrasyon ng carrier ng hole at ang 'ni' ay ang konsentrasyon ng intrinsic carrier
Sa valence band, ang konsentrasyon ng butas ay maaaring nakasulat bilang
P = Nv e - (EF-ISV) / SABT
Sa conduction band, ang konsentrasyon ng electron ay maaaring nakasulat bilang
N = P = Nc e - (EC-ISF) / SABT
Sa equation sa itaas, ang 'KB' ay ang Boltzmann pare-pareho
Ang 'T' ay ang kabuuang temperatura ng intrinsic type semiconductor
Ang 'Nc' ay ang mahusay na density ng mga estado sa loob ng conduction band.
Ang 'Nv' ay ang episyenteng density ng mga estado sa loob ng valence band.
Ang Pag-uugali ng Intrinsic Semiconductor
Ang pag-uugali ng semiconductor na ito ay tulad ng isang perpektong insulator sa zero degree na temperatura. Sapagkat sa temperatura na ito, walang laman ang conduction band, ang valence band ay puno at para sa pagpapadaloy, walang mga nagdadala ng singil. Gayunpaman, sa temperatura ng kuwarto, ang thermal enerhiya ay maaaring maging sapat upang makagawa ng isang malaking no. ng mga pares ng butas na elektron. Tuwing ang isang electric field ay inilalagay sa isang semiconductor, at pagkatapos ay dumadaloy ang mga electron dahil sa paggalaw ng mga electron sa loob ng isang direksyon at mga butas sa loob ng pabalik na direksyon
Para sa isang metal, ang kasalukuyang density ay magiging J = nqEµ
Ang kasalukuyang density sa loob ng isang purong semiconductor dahil sa daloy ng mga butas at electron ay maaaring ibigay bilang
Jn = nqEµn
Jp = pqEµp
Sa mga equation sa itaas, ang 'n' ay ang konsentrasyon ng mga electron at ang 'q' ay ang singil sa hole / electron, ang 'p' ay ang konsentrasyon ng mga butas, ang 'E' ay ang inilapat na electric field, ang 'µ'n ay ang kadaliang kumilos ng elektron at ang ‘µ’p ay ang kadaliang kumilos ng mga butas.
Ang kakapalan ng buong kasalukuyang ay
J = Jn + Jp
= nqEµn+ pqEµp
Ako =qE (nµn+ pµp)
Kung saan ang J = σE, ang equation ay magiging
σE ==qE (nµn+ pµp)
σ = q (nµn+ pµp)
Narito ang 'σ' ay ang kondaktibiti ng semiconductor
Ang hindi. ng mga electron ay katumbas ng no. ng mga butas sa purong semiconductor kaya n = p = ni
Ang ‘ni’ ay ang konsentrasyon ng carrier ng intrinsic material, kaya
J =q (niµn+ niµp)
Ang purong kondaktibiti na semiconductor ay magiging
σ=q (niµn+ niµp)
σ=qni (µn+ µp)
Kaya't ang kondaktibiti ng purong semiconductor higit sa lahat ay nakasalalay sa intrinsic semiconductor & electron & hole mobility.
Mga FAQ
1). Ano ang isang intrinsic at extrinsic semiconductor?
Ang purong uri ng semiconductor ay ang intrinsic na uri samantalang ang extrinsic ay, ang semiconductor kung saan maaaring idagdag ang mga impurities upang gawin itong conductive.
2). Ano ang mga halimbawa ng intrinsic type?
Ang mga ito ay Silicon at germanium
3). Ano ang mga uri ng extrinsic semiconductors?
Ang mga ito ay P-type at N-type semiconductors
4). Bakit ginagamit ang mga extrinsic semiconductor sa paggawa ng electronics?
Sapagkat ang koryenteng kondaktibiti ng uri ng extrinsic ay mataas na ihambing sa intrinsic. Kaya nalalapat ang mga ito sa pagdidisenyo ng mga transistor, diode, atbp.
5). Ano ang conductivity ng intrinsic?
Sa isang semiconductor, ang mga impurities at istruktura depekto ay may isang napaka-mababang konsentrasyon ay kilala bilang ang conductivity ng intrinsic.
Kaya, ito ay tungkol sa an pangkalahatang ideya ng Intrinsic Semiconductor at Extrinsic Semiconductor at diagram ng banda ng enerhiya na may doping. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang temperatura ng intrinsic?
