د پخپلی سیمیکانډور څه دی؟

څه ده انترازیک سیمیکانډوکټر؟

انترازیک سیمیکانډوکټر د تعریف

سیمیکانډوکټر یو مادې ده چې د کندوکټرونو او د عایقونو وړاندې د هګونې قابلیت لري. چې د کیمیاوی پاکه، یعنی د غیرنقاوتونو پاکه، دا د انترازیک سیمیکانډوکټر، یا د نودویدل شوي سیمیکانډوکټر، یا i-نوع سیمیکانډوکټر په نوم یادیږي. د انترازیک سیمیکانډوکټرونو د مهم ترینو ډول د سیلیکون (Si) او جرمنیم (Ge) ده چې د دواړه د دوراني جدول څخه گروپ IV کې ترسره کیږي. Si او Ge د اټمی شمېر 14 او 32 ده چې دا دا د الکترونيکی ترتیب ښیي چې 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 او 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2.

Si او Ge یې د خپل دواړه د بیرونی، یا والنس، شیل کې چار الکترون لري. دا والنس الکترونو د سیمیکانډوکټرونو د هګونې قابلیت لپاره مسئول دي.

د سیلیکون (د جرمنیم له مخې هم داسې وي) د بلوری شبکه دوه ډول په توګه د شکل 1 څخه وړاندې کیږي. دا دی چې هر سیلیکون اټم د خپل والنس الکترون د پرتله سیلیکون اټم د والنس الکترون سره یو کوالینټ بند جوړوي.

د جوړولو پسې، د انترازیک سیمیکانډوکټرونو د هګونې الکترونو نشته. د 0K په توګه، د والنس بند پرې او د هګونې بند خالی ده. هیڅ والنس الکترون نشي چې د ممنوعه انرژی ګاپ پراسې وړ کړي، چې دا د انترازیک سیمیکانډوکټرونو د 0K په توګه د عایق عمل کولو سبب ده.

که چیرې د اتشفې انرژی د ځینو کوالینټ بندونو پاتې کړي، دا د آزاد الکترونو پیداوار لپاره د شکل 3a څخه وړاندې کیږي. دا الکترونو په تحریک کې د والنس بند له څخه د هګونې بند ته راځي، د انرژی ګاپ په پورې وړ کړي (د شکل 2b). د دې پروسې کې، هر الکترون د والنس بند کې یو خالي جوړوي. دا الکترونو او خالیو چې دا طریقه سره پیدا کیږي د انترازیک شارج کاريرونه په نوم یادیږي او د انترازیک سیمیکانډوکټر مادې د هګونې خصوصیتونه لپاره مسئول دي.

هر چې د انترازیک سیمیکانډوکټرونو د ژوندی درجه په توګه هګولی شي، دا د کم شارج کاريرونو لپاره د هګونې قابلیت په ډګر کې ده. د درجه زیاتولو سره، زیاتر کوالینټ بندونه پاتې کیږي، د آزاد الکترونو پیداوار لپاره. دا الکترونو د والنس بند له څخه د هګونې بند ته راځي، د هګونې قابلیت زیاتولو سره. د الکترونو (ni) شمېر همواره د خالیو (pi) شمېر سمون لري د انترازیک سیمیکانډوکټر کې.

د یو الکتریکي میدان د اعمال کولو په صورت کې، د الکترون-خالي جوړښت د دې میدان له تاثیر سره د ځلو کې ګام کولی شي. دا دی چې د الکترونو د ځل څخه د دې میدان د ځل څخه وړاندې کیږي او خالیو د دې میدان د ځل ته ګام کوي د شکل 3b څخه وړاندې کیږي. دا دی چې د الکترونو او خالیو د ځل د ځل د متقابل څخه وي. دا دی چې د یو اټم د الکترون د ځل ته (د یو بلې څخه) د خالي جوړولو سره د نږدې اټم د الکترون د خپل جا ته راځي او دا خالي پرې کړي. که چیرې دا کړي، دا یو بل خالي د خپل جا ته وړاندې کیږي. دا د خالیو د ځل (د یو بلې څخه) په سیمیکانډوکټر مادې کې ګام کولی شي. د دوو ځلونو، چې متقابل څخه وي، د کلی چارې د سیمیکانډوکټر ته د هګونې ترمنځ کېږي.

ماتماتکي طور د انترازیک سیمیکانډوکټرونو د شارج کاريرونو د چاپې د ټولنې داسې ده:

دا دی چې:

Nc د هګونې بند کې د موثر چاپې د چاپې د چاپې د چاپې.

Nv د والنس بند کې د موثر چاپې د چاپې.

Boltzmann ثابت دی.

T د درجه دی.

EF د فرمی انرژی دی.

Ev د والنس بند د سطح دی.

Ec د هګونې بند د سطح دی.

Planck ثابت دی.

mh د خالي موثر وزن دی.

me د الکترون موثر وزن دی.