A semiconductor çi ye? semiconductor berxwedana

a madî semiconductor çi ye? taybetiyên wê çi ne? fîzîkê yên lîdera çi ye? Çaxê ku ew ava bi? li Gehînerî ji lîdera çi ye? taybetmendiyên xwe fîzîkî ew xwediyê çi ne?

navê lîdera çi ye?

Ev tê wateya ku zelaltir materyalên ku bi elektrîkê de aşkere ne ewqas baş, wek metalên. Lê belê, ev hêjmar di çêtir Insulators in e. Van taybetiyên de ji ber ku hejmara hilgirên mobîl in. Heke em bifikirin, bi giştî, heye a attachment xurt bi der dikit da heye. Lê belê, dema ku di orkestrayê de çend atoman bi rêvebirin, ji bo nimûne, antimony, ku zirar elektronan, ev helwesta bê sererastkirin dê bê. Dema bikaranîna indium hêmanên bi sûcdarkirina erênî amade kirin. cîhazên taybet, yên ku dikarin bi hêzkirina, blok an derbas a niha bi tenê di one direction - All van milkan bi awayekî berfireh li transistors bikaranîn. Eger em bala xwe hêmana NPN-type, mirov dikare bi çav dît ku rola e ku bi taybetî li transmission ji îşaretên qels girîng bi hêz dike.

taybetmendiyên Design ku Mad nîv-conductors

Conductors xwedî gelek elektronan herwe ne. Insulators wan zehmet bûn, kevîn. Semiconductors û dihewîne a diyarkirî yên elektronan free û derbas bi sûcdarkirina erênî, ku amade ne ku qebûl pirîskên rizgar in. Û ya herî girîng - hemû ew hatiye lidarxistin an niha elektrîkê. Çavlêkirina berê NPN-type transîstor - gengaz ne element semiconductor yek. Bi vî awayî, ne zêdetir PNP-transistors û diodes hene.

Ger em behsa cara kurt nîqaş, ew element, ku dikarin bi zelalî li tenê yek alî, biweşîne e. Jî, li diode dikarin AC DC misilmankirina. mekanîzma vê veguherîna çi ye? Û çima ew tenê di yek alî de digerin? Xincî ku derê ye a niha, elektron û kêmaniyên may an belav, an jî here pêş heye. Di bûyera pêşîn de ber zêdebûna erz feed dûr ve hate rawestandin, û ji ber vê yekê bi xetên tenê di yek alî de tê veguhestin voltaja negatîf, i.e. li Gehînerî ji lîdera yekalî ye. Piştî ku hemû, niha dikare bête veguhestin tenê eger keriyên nifûsek nêzîkî by in. Û ev yek mimkun e bi tenê eger hinartina niha li aliyekî. Ev ne cureyên lîdera de hene û bi at niha tê bikaranîn.

avaniya band

milkên Electrical û optîk yên conductors têkildar bi wê yekê ku, di dema tijîkirina asta enerjiyê yên elektronan bi ji dewletên gengaz yên bandgap veqetiyan. taybetiyên wê çi ne? Ev rastiyeke ku tu di asta enerjiya bandgap hene. Bi ÿgir û kêmasî strukturel, ew dikare bê guhertin. band full Bilind bi navê Valence. Li pey çareseriyê, lê vala ye. Ev tê gotin band conduction de. Fîzîkê ya lîdera - teze pir balkêş e, û di vê çarçoveyê de ji gotara ku baş nixamt.

dewletê yên elektronan

Ev kar tîne têgihên wekî hejmara band destûr û nîv-momentum. Ev binyat bi belav yekem destnîşankirin. Ew dibêje, ku li ser wê bandorê li ser girêdayî enerjiyê yên quasimomentum. Bi vî awayî, eger band Valence e ku bi temamî ji aliyê elektronan (ku barekî pere di semiconductor) tije, em dibêjin ku Ludwig seretayî hene. Eger ji ber hinek sedeman, ji keriyên ne, ev tê wê wateyê ye, ku quasiparticle doz bi awayekî erênî li wir - derbas an hole. Ew hilgirên belaş li lîdera li band Valence de ne.

zone degenerate

The band Valence di conductor tîpîk degenerate muqeyesekirinê e. Ev ji bilî pêwendî spin-melevanî dikin û bi tenê dema ku bilez cama de sifir e. Ev dikare di bin rewşa Heman tişt ji bo band degenerate du qatî û vegerînim cleaved. The spacing enerjiyê di navbera wan de ye, enerjîya ku ji dabeşbûna spin-orbit kir.

Ÿgir û kêmasî li lîdera

Ew dikarin bibin Mad neçalak an çalak. Bikaranîna cara yekem destûrê dide te ku li lîdera dest pere erênî an jî neyînî, ku dikare bê bi derketina holê ya hole di band Valence an elektronek li band conduction de (balansek). ÿgir neçalak de bêalî ne, û ew bandora nisbeten kêm li ser milkên elektronîk. Bi ser de jî, gelek caran dikare girîng be ji Valence yên ku atoman ku tev li pêvajoya veguhastina pere, û struktura e lattice cama de.

Li gora awa û miqdara ÿgir dikare were guhertin û ev rêje di navbera hejmara kunên û elektronan. Ji ber vê yekê, madeyên semiconductor divê her tim bên bi baldarî hilbijartin ji bo bidestxistina encama tê xwestin. Ev ji aliyê hejmareke mezin ji bibana, û di pey re tecrûbeyên dimesine. Pirîskên ku herî navê carriers piraniya, ne hindikahî.

danasîna peunomonia ji ÿgir nav device semiconductor ya destûrê ji bo bidestxistina taybetiyên xwestin. Statuyekê li Semiconductors jî dikarin rewşa elektrîkê neçalak an jî çalak bin. Girîng li vir .Parçebûnên, atom interstitial û vala ye. conductors rohn û noncrystalline bertek ÿgir cuda ji kirîstalî. Nebûna struktura hişk û di dawîyê de çi atom meşî a Valence cuda human results. Ev cuda ji yek bi ku ew bû di destpêkê de imbues peywendiyên xwe wê bibe. Atom bêkêr dibe ku bide an jî pêvebike di electron. Di vê rewşê de, ev neçalak bibe û, ji ber vê yekê, lîdera çavbirçîtî li xwedî şansên mezintir ji failure. Ev dibe sedema wê yekê ku ne mimkun e ku bi guhertina type Gehînerî bi dopîngê û ji bo ku, ji bo nimûne, p-n-gehîjtine.

Hinek lîdera şikil dikarin milkên elektronîk wan di bin bandora dopîngê guhertin. Lê belê ev ji wan re xatirgirtin bi awayekî pir kêmtir ji kirîstalî. De bi hestiyar dopîngê hêmanên şikil, dikare bi destê hevdîtina başkirin. Di dawiyê de jî, divê bê gotin ku ji ber ku kar lîdera çavbirçîtî dirêj û zehmet dîsa jî presents hejmarek ji taybetmendiyên bi encamên baş.

Statistics elektronan di semiconductor

Gava ye a li wir , balansên thermodynamic, hejmara kunên û elektronan mufredatê wê bi germiya ya Parametreyên avahiya band û giranîya ÿgir Mad çalak destnîşankirin. Dema ku ratio tê hejmartin, bawerî ew e ku hin ji yên ku keriyên wê li band conduction de (di asta acceptor an xêrxwaz) be. Jî li ber çav girtin ji ber ku beşek dikarin di xaka Valence bihêle, û kêmaniyên li wir bi avakirin.

Gehînerî

Di lîdera, elektron ji pêştirê wek carriers pere diNarin û nebûbûn. Lê Gehînerî elektrîkê xwe di piranîya bûyeran de marjînal e. The tenê superprovodniki dihîne, dikarin ji bilî çewtiyan. The lîdera ne sê sereke mekanîzmaya transfer û elektronek:

1. Qada sereke. Di vê rewşê de, di elektronan li motion ji ber guhertina ji enerjiya xwe di nava herêmê destûr.
2. Hopping veguhastina dewletên cîkî.
3. Polaron.

exciton

The hole û elektronek dikarin dewleteke girêdayî avakirin. Ev tê gotin Wannier-Mott. Di vê rewşê de ji enerjiya, ku beramberî bi qiraxa melzemeyek bikeve li mezintîya Versyonekî Coupling de. Bi têra xwe sewiyê de ji ronahiyê li lîdera dikarin beşekê giring ên excitons avakirin. Bi zêdebûna tîrkirin konsantrasyon û form avî ne û elektronek-hole xwe.

The surface of the semiconductor

Ev peyvên nîşan çend tebeqeyên atomî, ku li nêzîkî sînoran, ji amûrê ye. milkên Surface cuda ji bicemidînî. Hebûna van jî kêmxwendî, dişikîne û bêîfade translational yên di krîstala. Ev dibe sedema ku bi navê dewletên surface û polaritons. Pêşxistina dirbê ji ya dawîyê de, divê zêdetir ji bo re dibêjim û li ser spin û pêlên vibrational be. Ji ber çalakiyên xwe yên kîmyayî veşêrin, perdeyeke surface mîkroskobîk li derve ji gerdên an atoman ku ji jîngeha adsorbed hatine. Ew jî bi taybetiyên çend tebeqeyên atomî diyar bike. Cihê kêfxweşiyê ye, creation ji teknolojiya valahiya ultra-bilind, li ku pêkhateyên semiconductor in, destûrê dide ji bo bidestxistina û parastina ji bo çend seetan, surface paqij, ku bi awayekî erênî bandorê li ser kalîteya berhemên.

Semiconductor. Germahîya berxwedana tesîrê li

Dema ku germahiya zêde dibe metal de, û berxwedana xwe bilind dike. Bi lîdera, li pêşberî rast e - di bin şert û mercên wekhev, ev vebijêrk ew jî wê kêm bibin. Xala li vir ew e ku Gehînerî elektrîkê li materyalên (û vê taybetmendiya inversely nîsbet bi berxwedana) girêdayî ka pere carriers niha de ne, li ser leza tevgera di warê elektrîkê, û hejmara wan di volume yekîneyek ya madî.

Hêmanên semiconductor zêde dike, wekî dereca giranîya keriyên zêde dibe, bi vî awayî zêdetir Gehînerî termal û berxwedana xwe kêm dike. Tu dikarî vê li ber fîzîknasekî sade set ciwan û madî de venêrî - silicon an germanium, her weha dikarin bêne avêtin û ji a semiconductor wan. An zêdebûna germahiya wê berxwedana xwe kêm bike. Ji bo piştraskirina vê, pêwîst e tu meke li ser amûrên pîvana ku dê hemû dîtina guherandinan. Ev e bi giştî doza. Ka em li çend embodiments taybet binêre.

Berxwedana û ionization vega

Ev e ji ber ku tunneling elektronan derbas, xêlyeke, pir teng dide ku nêzîkî yek hundredth ji MÊ. Ev di navbera keviya berdide enerjiyê rewanekirin. xuyabûna wê bi tenê gengaz e ku bending berdide enerjî, ya ku bi tenê di bin bandora a qada elektrîkê bihêz pêk tê. Carekê tunneling tê holê (ku bandora mekanîk quantum e), ji elektronan derbas nabît potansiyela teng e, û ew ji enerjiya xwe biguherînin. Ev wateya zêdebûna giranîya carriers belaş, û li her du herêmên ku: conduction û Valence. Eger pêvajoya e ji bo pêşxistina ionization vega, dikare bibe hilweşîna kenda semiconductor heye. Di vê pêvajoya ku dê berxwedana semiconductor guhertin. Ev reversible, û wek ku di demeke nêzîk de wekî qada elektrîkê ye zivirî off, hemû pêvajoyên bi qenc e.

Berxwedana û bandora ionization

Di vê rewşê de, di kunên û elektronan bi lez kir, heta ku riya free ceribandin di bin bandora a qada elektrîkê bihêz ji bo nirxên ku ji bo ionization ji atoman û civakbûnê yên ku yek ji zincîrên Lêkolîn (seretayî an atom çavbirçîtî) piştgirî bidin. ionization Bandora wek aşûtê de jî pêk tê û ev aşûtê de carriers pere p'êşk'êşî. Bi vî awayî di kunên nû afirandin û elektronan bi lez ji aliyê niha elektrîkê. Nirxa anha di encama dawî de ji aliyê qatjimara ji ionization bandora, e ku hejmara cotên electron-hole ku li ser ku yek ji beşa bi rêya carrier belaş ava dibû. Pêşketina vê pêvajoyê de di dawiyê de ji bo deranîna semiconductor aşûtê de meşîn. Berxwedana lîdera jî bi guhertina, di heman demê de, wek ku di doza deranîna tunelekê, reversible.

Bikaranîna lîdera di pratîkê de

Li ser girîngiya bi taybetî ji van hêmanan, divê di teknolojiya kompîturê, da zanîn. Hema hema tu gumanek ku hûn ne dê bala li ser pirsa ka lîdera e, eger ne bi daxwaza ku bi awayekî serbixwe bilind mijarê de bi bikaranîna wan. Ev ne mumkin e ku mirov lê bifikire karê refrigerators modern, sets televîzyonê, çavdêran dibe, bêyî ku lîdera. Nikare bê wan bikî, û endazyarî pêşketî pęşkęş dikin. Ew jî li hewavaniyê û teknolojîya fezayî bikaranîn. Fêhm bike tişta ku lîdera in, çawa girîng ew in? Bê guman, em nikarin bêjin ku ew bi tenê hêmanên bingehîn ên şaristaniya me ye, di heman demê de jî, qîmetê ji wan e hêjayî ne.

Bikaranîna lîdera di pratîkê de, ji ber ku zêdetir û gelek faktoran, di nav wan de berfireh ya materyalên ji ku ew made bi, û li gel kirin û ji bo bidestxistina encama tê xwestin, û yên din taybetmendiyên teknîkî ku ji bo hilbijartina ji zanyarên ku li ser amûrên elektronîk kar, wan tê rawestandin.

encamê de

Em di detail çi lîdera, çawa ew kar lêkolînkirin. Bingeha berxwedana xwe pêvajoyên fîzîkî û kîmyewî aloz danîn. Û tu ji bîr kiriye ku bûyer ne bidin wekî di madeya temamî fêm bikin ku wisa lîdera, ji bo vê sedemê sade ku zanist hatiye heta bi taybetî ji karê xwe heta dawiyê xwend ne. Lê belê em taybetmendiyên bingehîn xwe û taybetmendiyên, ku rê bidin me ji bo wan danî nav pratîkê de dizanin. Ji ber vê yekê, tu dikarî ji bo materyalên û lîdera lêgerîn ji bo ku ezmûna bi wan re, baldar e. Kî dizane, dibe ku di dilê we de, Nahênije, lêkolîner mezin?!