რა არის სილიკონის ენერგიული ზონები

რა არის სილიკონის ენერგიული ზონები?

სილიკონის განმარტება

სილიკონი განხილულია როგორც ნაწილობის შური, რომელიც არის შურის და იზოლატორის შურს შორის და ძალიან საჭირო ელექტრონიკაში.

სილიკონი განხილულია როგორც ნაწილობის შური, რომელსაც ნაკლები თავისუფალი ელექტრონი აქვს შურზე და მეტი იზოლატორზე. ეს უნიკალური თვისება სილიკონს ფართოდ გამოყენებული აქვს ელექტრონიკაში. სილიკონს აქვს ორი ტიპის ენერგიული ზონა: შურის ზონა და ვალენტური ზონა. ვალენტური ზონა შექმნილია ვალენტური ელექტრონების ენერგიული დონეებით. აბსოლუტური 0oK ტემპერატურაზე ვალენტური ზონა შევსებულია ელექტრონებით და არ დარჩენილა დენი.

შურის ზონა არის უფრო მაღალი ენერგიული დონე, სადაც იპოვება თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც შეიძლება მოძრაობდნენ სოლიდში. ეს თავისუფალი ელექტრონები პასუხისმგებელია დენის მიმართულებაზე. შურის ზონასა და ვალენტური ზონას შორის ენერგიული სივრცე ეწოდება აკრძალული ენერგიული სივრცე. ეს სივრცე განსაზღვრავს მასალას როგორც მეტალს, იზოლატორს ან ნაწილობის შურს.

აკრძალული ენერგიული სივრცის ზომა განსაზღვრავს თუ რომელი არის სოლიდი - მეტალი, იზოლატორი ან ნაწილობის შური. მეტალებს არ აქვთ სივრცე, იზოლატორებს აქვთ დიდი სივრცე და ნაწილობის შურს აქვთ საშუალო სივრცე. სილიკონს აქვს 1.2 eV აკრძალული ენერგიული სივრცე 300 K ტემპერატურაზე.

სილიკონის კრისტალში ატომები შეერთებულია კოვალენტური ბონდებით, რაც სილიკონს ელექტრონულად ნეიტრალურს ხდის. როდესაც ელექტრონი გადის კოვალენტური ბონდის გარეთ, ის ტოვებს ხარისხს. როდესაც ტემპერატურა ზრდის, მეტი ელექტრონი ხტის შურის ზონაში, რითაც შექმნის მეტ ხარისხს ვალენტურ ზონაში.

სილიკონის ენერგიული ზონების დიაგრამა

სილიკონის ენერგიული ზონების დიაგრამა აჩვენებს ელექტრონების ენერგიულ დონეებს. ინტრინსიკურ სილიკონში ფერმის დონე არის ენერგიული სივრცის შუაში. ინტრინსიკურ სილიკონის დონორ ატომებით დოპირებით ის ხდება n-ტიპის, რითაც ფერმის დონე უახლოდ შურის ზონაში არის. აქცეპტორ ატომებით დოპირებით ის ხდება p-ტიპის, რითაც ფერმის დონე უახლოდ ვალენტურ ზონაში არის.

ინტრინსიკური სილიკონის ენერგიული ზონების დიაგრამა

ექსტრინსიკური სილიკონის ენერგიული ზონების დიაგრამა