सिलिकॉन की ऊर्जा पट्टियाँ क्या होती हैं

सिलिकॉन की ऊर्जा पट्टियाँ क्या हैं?

सिलिकॉन की परिभाषा

सिलिकॉन को एक अर्धचालक माना जाता है, जिसके गुणधर्म चालक और अचालक के बीच होते हैं, इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए यह आवश्यक है।

सिलिकॉन को एक अर्धचालक माना जाता है, जिसमें चालक से कम और अचालक से अधिक स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह विशेष विशेषता सिलिकॉन का इलेक्ट्रॉनिक्स में व्यापक रूप से उपयोग करने का कारण बनती है। सिलिकॉन में दो प्रकार की ऊर्जा पट्टियाँ होती हैं: चालन पट्टी और वालेंस पट्टी। वालेंस पट्टी वालेंस इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तरों से बनी होती है। निरपेक्ष 0oK तापमान पर, वालेंस पट्टी इलेक्ट्रॉनों से भरी होती है, और कोई धारा प्रवाहित नहीं होती।

चालन पट्टी एक उच्च ऊर्जा स्तर की पट्टी है जहाँ ऐसे स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन पाए जाते हैं जो ठोस में सभी ओर घूम सकते हैं। ये स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन धारा प्रवाह के लिए जिम्मेदार होते हैं। चालन पट्टी और वालेंस पट्टी के बीच की ऊर्जा अंतराल को निषिद्ध ऊर्जा अंतराल कहा जाता है। यह अंतराल यह निर्धारित करता है कि कोई सामग्री धातु, अचालक, या अर्धचालक है।

निषिद्ध ऊर्जा अंतराल का आकार यह निर्धारित करता है कि कोई ठोस धातु, अचालक, या अर्धचालक है। धातुओं में कोई अंतराल नहीं होता, अचालकों में बड़ा अंतराल होता है, और अर्धचालकों में मध्यम अंतराल होता है। सिलिकॉन में 300 K पर 1.2 eV का निषिद्ध अंतराल होता है।

सिलिकॉन क्रिस्टल में, कोवेलेंट बंध अणुओं को एक साथ बांधते हैं, सिलिकॉन को विद्युतीय रूप से निष्पक्ष बनाते हैं। जब कोई इलेक्ट्रॉन अपने कोवेलेंट बंध से छूट जाता है, तो वह एक छेद छोड़ देता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अधिक इलेक्ट्रॉन चालन पट्टी में छलांग लगाते हैं, जिससे वालेंस पट्टी में अधिक छेद पैदा होते हैं।

सिलिकॉन का ऊर्जा पट्टी आरेख

सिलिकॉन का ऊर्जा पट्टी आरेख इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तरों को दिखाता है। अंतर्निहित सिलिकॉन में, फर्मी स्तर ऊर्जा अंतराल के मध्य में होता है। अंतर्निहित सिलिकॉन को दाता परमाणुओं से डोपिंग करके इसे n-प्रकार का बनाया जाता है, जिससे फर्मी स्तर चालन पट्टी के निकट आता है। अस्वीकर्ता परमाणुओं से डोपिंग करके इसे p-प्रकार का बनाया जाता है, जिससे फर्मी स्तर वालेंस पट्टी के निकट आता है।

अंतर्निहित सिलिकॉन का ऊर्जा पट्टी आरेख

बाह्य सिलिकॉन का ऊर्जा पट्टी आरेख