Intrinsic Semiconductor nima?

Intrinsic Semiconductor nima?

Intrinsic Semiconductor ta'rifini

Simfektor - bu elektrikli qopqoqlik va dielektrik o'rtasidagi elektr chiqaruvchilikka ega bo'lgan material. Kimyoviy aniq, ya'ni zirilamizsiz simfektorlar Intrinsic Semiconductors, Undoped Semiconductor yoki i-type Semiconductor deb ataladi. Eng keng tarqalgan intrinsic simfektorlar Periodik jadvalning IV guruhiga tegishli Silitsium (Si) va Germanium (Ge). Si va Ge atomlari orasidagi elektron konfiguratsiyasi mos ravishda 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 va 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2.

Si va Ge har ikki elementing ham oxirgi, ya'ni valent qatordan to'g'ri keladigan 4 elektroni mavjud. Bu valent elektronlar simfektorlarining elektr chiqaruvchilik xususiyatlariga asos bo'lib hisoblanadi.

Silitsium kristalli (Germanium uchun ham shunday) ikki o'lchovda Figure 1 da ko'rsatilgan. Shu yerda har bir Si atomi valent elektronini yopishlovchi ko'valent bog'liqlarni hosil qiladi.

Jodida, intrinsic simfektorlar boshqaruvchan sharqlar, ya'ni valent elektronlar yo'q. 0K temperaturada, valent band to'liq, conduction band bo'sh. Valentin elektronlarning hech qaysi taraqqiyot energiyasi cheklash bandini o'tish uchun yetarli emas, bunda intrinsic simfektoralr 0K temperaturada dielektrik vazifasini bajaradi.

Lekin, komnatani temperaturasida, issiqlik energiyasi ba'zi ko'valent bog'liqlarni buzishga sabab bo'lishi mumkin, bu esa Figure 3a da ko'rsatilgandek boshqaruvchan elektronlarni hosil qiladi. Bu elektronlar valent banddan conduction bandga o'tish orqali energiya barierini yengaydi (Figure 2b). Bu jarayonda, har bir elektron valent bandda ochiladigan zirqa qoldiradi. Bu usulda yaratilgan elektronlar va zirqalar intrinsic sharqlar deb ataladi va intrinsic simfektor materialining elektr chiqaruvchilik xususiyatlariga asos bo'lib hisoblanadi.

Intrinsic simfektorlar komnata temperaturasida elektr chiqarishi mumkin, ammo ularning elektr chiqaruvchilik darajasi kam, chunki sharqlar soni az. Temperatura oshirilganda, ko'proq ko'valent bog'liqlar buziladi, bu esa ko'proq boshqaruvchan elektronlarni hosil qiladi. Bu elektronlar valent banddan conduction bandga o'tish orqali elektr chiqaruvchilik darajasini oshiradi. Intrinsic simfektorlarda elektronlar (ni) soni zirqalar (pi) soniga tengdir.

Bu intrinsic simfektorlarga elektr maydoni ta'sir etilganda, elektron-zirqa juftligi uning ta'siri ostida harakat qilishi mumkin. Bu holatda, elektronlar ta'sir berilgan maydonga qarama-qarshi, zirqalar esa elektr maydonga parallel harakat qiladi (Figure 3b). Bu esa elektronlar va zirqalar harakat qilish istiqbollari bir-biriga qarama-qarshi ekanligini anglatadi. Bu, elektronning ayrim atomidan chapga harakat qilishida, uni bosib otgan joyga qo'shni atomning elektroni qo'shilishi bilan, bu elektron esa yangi zirqa qoldiradi. Bu, zirqalar (bu holatda o'ng tomonga) semfektor materialida harakat qilishini ifodalaydi. Ushbu ikki harakat, qarama-qarshi bo'lsa-da, semfektor orqali umumiy aramlar oqimini ta'minlaydi.

Matematik jihatdan, intrinsic simfektorlarning sharqlar doimiy ligi quyidagicha ifodalangan:

Bu yerda,

N c - conduction banddagi effektiv holatlar doimiyligi.

Nv - valent banddagi effektiv holatlar doimiyligi.

- Boltzmann konstantasi.

T - temperatura.

EF - Fermi energiyasi.

Ev - valent band darajasi.

Ec - conduction band darajasi.

- Planck konstantasi.

mh - zirqa effektiv massasi.

me - elektron effektiv massasi.