Aralarında yatan bir malzemenin elektriksel özelliği yalıtkan Hem de sürücü yarı iletken malzeme olarak bilinir. En iyi yarı iletken örnekleri Si ve Ge'dir. Yarı iletkenler, iki tür olarak sınıflandırılır: içsel yarı iletken ve harici yarı iletken (P-tipi ve N-tipi). İçsel tip saf bir yarı iletkendir, geniş bir tip ise iletken yapmak için safsızlıklar içerir. Oda sıcaklığında, içsel iletkenlik sıfır olurken dışsal iletkenlik az iletken hale gelecektir. Bu makale, içsel konuya genel bir bakışı tartışmaktadır. yarı iletkenler ve katkılı ve enerji bandı diyagramlarına sahip dışsal yarı iletkenler.
Intrinsic Semiconductor nedir?
İçsel yarı iletken tanım, son derece saf bir yarı iletken, kendine özgü bir türdür. Enerji bandı konseptinde, bu yarı iletkenin iletkenliği aşağıdaki şekilde gösterilen oda sıcaklığında sıfır olacaktır. İçsel yarı iletken örnekleri Si & Ge'dir.
İçsel Yarıiletken
Yukarıda enerji bandı diyagramında iletim bandı boşken değerlik bandı tamamen dolmuştur. Sıcaklık yükseldiğinde, ona bir miktar ısı enerjisi sağlanabilir. Dolayısıyla, değerlik bandından gelen elektronlar, değerlik bandından çıkarak iletim bandına doğru beslenir.
Enerji Bandı
Değerlikten iletim bandına ulaşırken elektron akışı rastgele olacaktır. Kristal içinde oluşan delikler de herhangi bir yerden serbestçe akabilir. Yani, bu yarı iletkenin davranışı negatif bir TCR gösterecektir ( sıcaklık direnci katsayısı ). TCR, sıcaklık arttığında malzemenin direncinin azalacağı ve iletkenliğin artacağı anlamına gelir.
Enerji Bant Şeması
Extrinsic Semiconductor nedir?
İletken gibi bir yarı iletken yapmak için, daha sonra harici yarı iletken adı verilen bazı safsızlıklar eklenir. Oda sıcaklığında, bu tür bir yarı iletken küçük bir akım iletecektir, ancak çeşitli elektronik aletler . Bu nedenle, yarı iletkeni iletken hale getirmek için, doping işlemi yoluyla malzemeye az miktarda uygun safsızlık eklenebilir.
Dışsal Yarıiletken
Doping
Bir yarı iletkene safsızlık ekleme işlemi doping olarak bilinir. Malzemeye eklenen safsızlık miktarı, harici yarı iletken hazırlanmasında kontrol edilmelidir. Genel olarak, bir yarı iletkenin 108 atomuna bir safsızlık atomu eklenebilir.
Kirliliği ekleyerek, hayır. iletken hale getirmek için deliklerin veya elektronların sayısı artırılabilir. Örneğin, bir Pentavalent safsızlık, saf bir yarı iletkene eklenen 5 değerlik elektronu içeriyorsa, o zaman hayır. elektronların sayısı var olacak. Eklenen safsızlık türüne bağlı olarak, dışsal yarı iletken, N-tipi yarı iletken ve P-tipi yarı iletken gibi iki tipte sınıflandırılabilir.
İçsel Yarı İletkende Taşıyıcı Konsantrasyonu
Bu tip yarı iletkende, değerlik elektronları kovalent bağa zarar verdiğinde ve iletim bandına girdiğinde, delikler ve serbest elektronlar gibi iki tür yük taşıyıcı üretilecektir.
Hayır. İletim bantları içindeki her birim hacim için elektron sayısı, aksi takdirde no. Değerlik bandı içindeki her birim hacim için delik sayısı, içsel bir yarı iletkendeki taşıyıcı konsantrasyonu olarak bilinir. Benzer şekilde, elektron taşıyıcı konsantrasyonu no olarak tanımlanabilir. İletim bandı içindeki her birim hacim için elektron sayısı ise no. Değerlik bandı içindeki her birim hacim için delik sayısı, delik-taşıyıcı konsantrasyonu olarak bilinir.
İçsel tipte, iletim bandı içinde üretilen elektronlar, no. değerlik bandı içinde oluşturulan deliklerin sayısı. Bu nedenle elektron taşıyıcılarının konsantrasyonu, delik taşıyıcısının konsantrasyonuna eşdeğerdir. Yani şu şekilde verilebilir
ni = n = p
'N', elektron taşıyıcısının konsantrasyonu olduğunda, 'P', deliğin taşıyıcısının konsantrasyonudur ve 'ni', içsel taşıyıcının konsantrasyonudur
Değerlik bandında deliğin konsantrasyonu şöyle yazılabilir:
P = Nv e - (EF-DIR-DİRV) / KİMEBT
İletim bandında elektron konsantrasyonu şu şekilde yazılabilir:
N = P = Nc e - (EC-DIR-DİRF) / KİMEBT
Yukarıdaki denklemde, 'KB' Boltzmann sabitidir
'T', içsel tip yarı iletkenin toplam sıcaklığıdır
'Nc', iletim bandı içindeki durumların verimli yoğunluğudur.
'Nv', değerlik bandı içindeki durumların verimli yoğunluğudur.
İçsel Yarı İletkenlerin İletkenliği
Bu yarı iletkenin davranışı, sıfır derece sıcaklıkta mükemmel bir yalıtkan gibidir. Çünkü bu sıcaklıkta iletim bandı boş, değerlik bandı dolu ve iletim için yük taşıyıcıları yoktur. Bununla birlikte, oda sıcaklığında, termal enerji çok büyük bir hayır yapmak için yeterli olabilir. elektron deliği çiftleri. Bir yarı iletkene bir elektrik alanı uygulandığında ve ardından elektronların bir yöndeki ve deliklerin ters yöndeki hareketi nedeniyle elektron akışı orada olacaktır.
Bir metal için akım yoğunluğu J = nqEµ
Saf bir yarı iletken içerisindeki deliklerin ve elektronların akışı nedeniyle akım yoğunluğu şu şekilde verilebilir:
Jn = nqEµn
Jp = pqEµp
Yukarıdaki denklemlerde, 'n' elektronların konsantrasyonu ve 'q', delik / elektron üzerindeki yük, 'p', deliklerin konsantrasyonu, 'E', uygulanan elektrik alanı, 'µ' elektron hareketliliği ve 'µ’p deliklerin hareketliliğidir.
Tüm akımın yoğunluğu
J = Jn + Jp
= nqEµn+ pqEµp
I =qE (nµn+ pµp)
J = σE olduğunda, denklem
σE ==qE (nµn+ pµp)
σ = q (nµn+ pµp)
Burada 'σ' yarı iletkenin iletkenliğidir
Hayır. elektron sayısı, no. saf yarı iletkendeki delik sayısı yani n = p = ni
'Ni', iç malzemenin taşıyıcı konsantrasyonudur, bu nedenle
J =q (niµn+ niµp)
Saf yarı iletken iletkenlik,
σ=q (niµn+ niµp)
σ=qni (µn+ µp)
Dolayısıyla, saf yarı iletkenin iletkenliği esas olarak içsel yarı iletken ve elektronlar ve deliklerin hareketliliğine bağlıdır.
SSS
1). İçsel ve dışsal bir yarı iletken nedir?
Saf yarı iletken tipi, içsel tipken, dışsal, iletken hale getirmek için safsızlıkların eklenebileceği yarı iletkendir.
2). İçsel tip örnekleri nelerdir?
Silikon ve germanyum
3). Dışsal yarı iletken türleri nelerdir?
P tipi ve N tipi yarı iletkenlerdir
4) Elektronik üretiminde neden harici yarı iletkenler kullanılır?
Çünkü dışsal tipin elektriksel iletkenliği, içsel ile karşılaştırıldığında yüksektir. Dolayısıyla bunlar transistörlerin, diyotların vb. Tasarımında uygulanabilir.
5). İçsel iletkenlik nedir?
Bir yarı iletkende, safsızlıklar ve yapısal kusurlar son derece düşük bir konsantrasyona sahiptir, içsel iletkenlik olarak bilinir.
Dolayısıyla, bu tamamen bir Intrinsic Semiconductor'a genel bakış ve Katkılı Ekstrinsik Yarıiletken ve enerji bandı diyagramı. İşte size bir soru, içsel sıcaklık nedir?
