Vipi ni Mipango ya Nishati ya Silicon

Ni ni Energy Bands za Silicon?

Maonekano ya Silicon

Silicon inaelezwa kama semiconductor ambaye ana sifa zinazokuwa kati ya za conductor na za insulator, muhimu kwa teknolojia ya umeme.

Silicon inaelezwa kama semiconductor una electrons waweze wenye wingi kidogo kuliko conductor lakini zaidi kuliko insulator. Sifa hii maarufu hii hujaza silicon kutumika sana katika teknolojia ya umeme. Silicon ina miwani miwili ya energy: conduction band na valence band. Valence band unajengwa na energy levels yenye valence electrons. Wenye temperature absolute 0oK, valence band unajaa electrons, na hakuna current inaenda.

Conduction band ni miwani ya energy level juu ambapo electrons waweze wanaeza kusafiri kote katika solid. Electrons hawa waweze ndio wanaweza kusimamia mzunguko wa current. Ufugaji wa energy kati ya conduction band na valence band unatafsiriwa kama forbidden energy gap. Ufugaji huu unahakikisha material ni metal, insulator, au semiconductor.

Ukubwa wa forbidden energy gap unadhibiti ikiwa solid ni metal, insulator, au semiconductor. Metals hazina ufugaji, insulators wana ufugaji mkubwa, na semiconductors wana ufugaji wa kiwango cha chini. Silicon ina forbidden gap wa 1.2 eV kwenye 300 K.

Katika kristalo la silicon, viunganavyo vya covalent vinachukua atoms pamoja, kufanya silicon kuwa neutral electrically. Waktu electron anaruka kutoka kwenye uunganavyo wake wa covalent, anawacha hole. Waktu temperature inongezeka, electrons zaidi zinafunika kwenye conduction band, kujenga holes zaidi kwenye valence band.

Energy Band Diagram ya Silicon

Energy band diagram ya silicon inaelezea energy levels za electrons. Katika intrinsic silicon, Fermi level unapatikana katikati ya energy gap. Kuboresha intrinsic silicon kwa donor atoms kunaweza kufanya n-type, kuhakikisha Fermi level unapopanda karibu na conduction band. Kuboresha kwa acceptor atoms kunaweza kufanya p-type, kuhakikisha Fermi level unapopanda karibu na valence band.

Energy Bands Diagram ya Intrinsic Silicon

Energy Bands Diagram ya Extrinsic Silicon