సిలికాన్ యొక్క ఎనర్జీ బాండ్స్ ఏంటి?

సిలికన్‌ల శక్తి బ్యాండ్లు ఏంటి?

సిలికన్ నిర్వచనం

సిలికన్ ఒక అర్ధచాలకంగా నిర్వచించబడుతుంది, ఇది ప్రవహణకారి మరియు అయాన్స్ల మధ్య గుర్తించబడుతుంది, ఇది విద్యుత్ పరికరాలకు అత్యంత ముఖ్యం.

సిలికన్ ఒక అర్ధచాలకంగా నిర్వచించబడుతుంది, ఇది ప్రవహణకారి కంటే తక్కువ స్వీ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది, కానీ అయాన్స్ కంటే ఎక్కువ. ఈ విశేష లక్షణం సిలికన్ను విద్యుత్ పరికరాలలో వ్యాపకంగా ఉపయోగిస్తారు. సిలికన్ రెండు రకాల శక్తి బ్యాండ్లను కలిగి ఉంటుంది: ప్రవహణ బ్యాండ్ మరియు వాలెన్స్ బ్యాండ్. వాలెన్స్ బ్యాండ్ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లతో శక్తి లెవల్స్ ద్వారా ఏర్పడుతుంది. ప్రామాణిక 0oK టెంపరేచర్ వద్ద, వాలెన్స్ బ్యాండ్ ఎలక్ట్రాన్లతో నింపబడుతుంది, మరియు కొన్ని ప్రవాహం ప్రవహించదు.

ప్రవహణ బ్యాండ్ ఎలక్ట్రాన్లు సోలిడ్ యొక్క ప్రతి భాగంలో ప్రవహించగల ఉన్న ఎక్కువ శక్తి లెవల్ బ్యాండ్. ఈ స్వీ ఎలక్ట్రాన్లు ప్రవాహం ప్రవహించడానికి దాయితే. ప్రవహణ బ్యాండ్ మరియు వాలెన్స్ బ్యాండ్ మధ్య శక్తి వ్యత్యాసం నష్టపోయే శక్తి వ్యత్యాసంగా పిలువబడుతుంది. ఈ వ్యత్యాసం ఒక పదార్థం ప్రవహణకారి, అయాన్స్ లేదా అర్ధచాలకం అనేది నిర్ధారిస్తుంది.

నష్టపోయే శక్తి వ్యత్యాసం యొక్క పరిమాణం ఒక సోలిడ్ ప్రవహణకారి, అయాన్స్ లేదా అర్ధచాలకం అనేది నిర్ధారిస్తుంది. ప్రవహణకారులు ఏ వ్యత్యాసం లేదు, అయాన్స్‌లు పెద్ద వ్యత్యాసం ఉంటాయి, అర్ధచాలకాలు మధ్యమ వ్యత్యాసం ఉంటాయి. 300 K వద్ద సిలికన్ కు 1.2 eV నష్టపోయే శక్తి వ్యత్యాసం ఉంటుంది.

సిలికన్ క్రిస్టల్లో, కోవ్యాలెంట్ బాండ్లు పరమాణువులను కలిపి ఉంటాయి, ఇది సిలికన్ విద్యుత్ నిష్క్రియం చేస్తుంది. ఒక ఎలక్ట్రాన్ తన కోవ్యాలెంట్ బాండ్ నుండి విడిపోయినప్పుడు, ఇది ఒక హోల్ వదిలి ఉంటుంది. టెంపరేచర్ పెరిగినప్పుడు, ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్లు ప్రవహణ బ్యాండ్లోకి జంప్ చేస్తాయి, వాలెన్స్ బ్యాండ్లో హోల్లను సృష్టిస్తాయి.

సిలికన్ యొక్క శక్తి బ్యాండ్ డయాగ్రామ్

సిలికన్ యొక్క శక్తి బ్యాండ్ డయాగ్రామ్ ఎలక్ట్రాన్ల శక్తి లెవల్స్ ను చూపుతుంది. ఇంట్రిన్సిక్ సిలికన్ వద్ద, ఫర్మి లెవల్ శక్తి వ్యత్యాసం మధ్యలో ఉంటుంది. ఇంట్రిన్సిక్ సిలికన్‌ను దాని ప్రదాన పరమాణువులతో డోపింగ్ చేస్తే ఇది n-టైప్ అవుతుంది, ఫర్మి లెవల్ ప్రవహణ బ్యాండ్కి దగ్గరకు మధ్య ఉంటుంది. ఇంట్రిన్సిక్ సిలికన్‌ను అక్సెప్టర్ పరమాణువులతో డోపింగ్ చేస్తే ఇది p-టైప్ అవుతుంది, ఫర్మి లెవల్ వాలెన్స్ బ్యాండ్కి దగ్గరకు మధ్య ఉంటుంది.

ఇంట్రిన్సిక్ సిలికన్ యొక్క శక్తి బ్యాండ్ డయాగ్రామ్

ఎక్స్ట్రిన్సిక్ సిలికన్ యొక్క శక్తి బ్యాండ్ డయాగ్రామ్