ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲਿਕੋਨ ਅਤੇ ਈਕਸਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲਿਕੋਨ ਕੀ ਹਨ?

ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ ਅਤੇ ਈਕਸਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ ਕੀ ਹਨ?

ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ

ਸਲੀਕਾਨ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਣ ਤਤ੍ਵ ਸੈਮੀਕਾਂਡਕਟਰ ਹੈ। ਸਲੀਕਾਨ ਇੱਕ ਗਰੁੱਪ IV ਦੇ ਤਤ੍ਵ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਬਾਹਰੀ ਕੱਕਰ ਵਿੱਚ ਚਾਰ ਵਾਲੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਕੋਵੈਲੈਂਟ ਬੈਂਡਾਂ ਦੁਆਰਾ ਚਾਰ ਪਾਸੇ ਦੇ ਸਲੀਕਾਨ ਐਟਮਾਂ ਦੇ ਵਾਲੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੋਏ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਬਿਜਲੀ ਲਈ ਉਪਲਬਧ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ। ਇਸ ਲਈ, 0oK ਤੇ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ ਇੱਕ ਇੰਸੂਲੇਟਰ ਵਾਂਗ ਵਿਹਾਇਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਦ ਕੁਝ ਵਾਲੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਗਰਮੀ ਦੀ ਊਰਜਾ ਦੁਆਰਾ ਆਪਣੀਆਂ ਕੋਵੈਲੈਂਟ ਬੈਂਡਾਂ ਨੂੰ ਟੁੱਟ ਦਿੰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਇੱਕ ਖਾਲੀ ਜਗ੍ਹਾ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਦੀ ਥਾਂ ਹੋਲ ਨਾਲ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਹੋਰ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ, 0oK ਤੋਂ ਵੱਧ ਕਿਸੇ ਵੀ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਸੈਮੀਕਾਂਡਕਟਰ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਵਾਲੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਕੋਨਡੱਕਸ਼ਨ ਬੈਂਡ ਤੋਂ ਵਾਲੈਂਸ ਬੈਂਡ ਤੱਕ ਛੋਟੀ ਊਰਜਾ ਨਾਲ ਛੋਟੀ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਵਾਲੈਂਸ ਬੈਂਡ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਹੋਲ ਛੱਡ ਦੇਂਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਊਰਜਾ ਲੱਗਭਗ 1.2 eV ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜੋ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ (300oK) 'ਤੇ ਸਲੀਕਾਨ ਦੀ ਬੈਂਡ ਗੈਪ ਊਰਜਾ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ।

ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚ, ਹੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਫ੍ਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਜਦੋਂ ਕੋਵੈਲੈਂਟ ਬੈਂਡ ਛੱਡ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਤਦ ਟੁੱਟੇ ਬੈਂਡ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਹੋਲ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ, ਨਵੀਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ-ਹੋਲ ਜੋੜੀਆਂ ਗਰਮੀ ਦੀ ਊਰਜਾ ਦੁਆਰਾ ਲਗਾਤਾਰ ਬਣਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਬਰਾਬਰ ਗਿਣਤੀ ਦੀਆਂ ਜੋੜੀਆਂ ਫਿਰ ਸੰਯੋਜਿਤ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ ਦੀ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ-ਹੋਲ ਜੋੜੀਆਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਸਾਂਝੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਇੱਕ ਸੰਤੁਲਨ ਹਾਲਤ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਇਹ ਸਾਫ਼ ਹੈ ਕਿ ਸੰਤੁਲਨ ਦੀ ਹਾਲਤ ਵਿੱਚ, ਫ੍ਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਦੀ ਗਿਣਤੀ n ਅਤੇ ਹੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ p ਦੋਵਾਂ ਆਪਸ ਵਿੱਚ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਇਹ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਚਾਰਜ ਕਾਰੀ ਗਿਣਤੀ (ni) ਹੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, n = p = ni। ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਦੀ ਸਟਰੱਕਚਰ ਨੂੰ ਹੇਠ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।

0oK ਤੇ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ

ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ

ਈਕਸਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ

ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ ਨੂੰ ਈਕਸਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਇਸਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਡੋਪਾਂਟ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਇਸਨੂੰ ਦਾਤਾ ਐਟਮ (ਗਰੁੱਪ V ਦੇ ਤਤ੍ਵ) ਨਾਲ ਡੋਪਾਂਟ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਇੱਕ n-ਟਾਈਪ ਸੈਮੀਕਾਂਡਕਟਰ ਬਣ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਜੇਕਰ ਇਸਨੂੰ ਗ੍ਰਹਕ ਐਟਮ (ਗਰੁੱਪ III ਦੇ ਤਤ੍ਵ) ਨਾਲ ਡੋਪਾਂਟ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਇੱਕ p-ਟਾਈਪ ਸੈਮੀਕਾਂਡਕਟਰ ਬਣ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਇੱਕ ਛੋਟੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਗਰੁੱਪ V ਦਾ ਤਤ੍ਵ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਗਰੁੱਪ V ਦੇ ਤਤ੍ਵਾਂ ਦੇ ਉਦਾਹਰਣ ਫਾਸਫੋਰਸ (P), ਆਰਸੈਨਿਕ (As), ਐਂਟੀਮੋਨੀ (Sb) ਅਤੇ ਬਿਸਮੱਥ (Bi) ਹਨ। ਇਹ ਪੈਂਚ ਵਾਲੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਰੱਖਦੇ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਇਹ ਇੱਕ Si ਐਟਮ ਨੂੰ ਵਿਕਟ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਚਾਰ ਵਾਲੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਪਾਸੇ ਦੇ ਐਟਮਾਂ ਨਾਲ ਕੋਵੈਲੈਂਟ ਬੈਂਡ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਪੈਂਚਵਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ, ਜੋ ਕੋਵੈਲੈਂਟ ਬੈਂਡ ਬਣਾਉਣ ਵਿੱਚ ਹਿੱਸਾ ਨਹੀਂ ਲੈਂਦਾ, ਮਾਤਾ-ਪਿਤਾ ਐਟਮ ਨਾਲ ਢਿਲਾ ਜੋੜ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਆਸਾਨੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਛੱਡ ਦੇਂਦਾ ਹੈ। ਸਲੀਕਾਨ ਲਈ ਇਸ ਮੱਦੇ ਲਈ, ਯਾਨੀ ਉਸ ਪੈਂਚਵੇਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਨੂੰ ਰਿਹਾ ਕਰਨ ਲਈ ਲੋੜੀ ਊਰਜਾ ਲਗਭਗ 0.05 eV ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਦੀ ਗੰਦਗੀ ਨੂੰ ਦਾਤਾ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਸਲੀਕਾਨ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਨੂੰ ਫ੍ਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਦੇਂਦਾ ਹੈ। ਸਲੀਕਾਨ ਨੇਗੇਟਿਵ ਟਾਈਪ ਜਾਂ n-ਟਾਈਪ ਸਲੀਕਾਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਨੈਗੈਟਿਵ ਰੂਪ ਵਾਲੇ ਚਾਰਜ ਹੋਣ ਦੇ ਕਾਰਨ।

n-ਟਾਈਪ ਸਲੀਕਾਨ ਵਿੱਚ ਫੇਰਮੀ ਊਰਜਾ ਸਤਹ ਕੋਨਡੱਕਸ਼ਨ ਬੈਂਡ ਦੇ ਨੇੜੇ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇੱਥੇ ਫ੍ਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਤੋਂ ਵਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਦੀ ਉਲਟੀ ਹੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਹੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਤੋਂ ਘਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਫ੍ਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਦੀ ਵੱਧ ਗਿਣਤੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਰੀਕੰਬੀਨੇਸ਼ਨ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਵਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਮੈਜ਼ਰਿਟੀ ਚਾਰਜ ਕਾਰੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਪੈਂਟਵੈਲੈਂਟ ਗੰਦਗੀ ਵਾਲਾ ਈਕਸਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ

ਜੇਕਰ ਇੱਕ ਛੋਟੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਗਰੁੱਪ III ਦੇ ਤਤ੍ਵ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸੈਮੀਕਾਂਡਕਟਰ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਇਹ ਇੱਕ ਸਲੀਕਾਨ ਐਟਮ ਨੂੰ ਵਿਕਟ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਗਰੁੱਪ III ਦੇ ਤਤ੍ਵ, ਜਿਵੇਂ AI, B, IN, ਤਿੰਨ ਵਾਲੈਂਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਰੱਖਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਤਿੰਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਪਾਸੇ ਦੇ ਐਟਮਾਂ ਨਾਲ ਕੋਵੈਲੈਂਟ ਬੈਂਡ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਹੋਲ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਪ੍ਰਕਾਰ ਦੀਆਂ ਗੰਦਗੀ ਐਟਮਾਂ ਨੂੰ ਗ੍ਰਹਕ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਸੈਮੀਕਾਂਡਕਟਰ ਨੂੰ p-ਟਾਈਪ ਸੈਮੀਕਾਂਡਕਟਰ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਹੋਲ ਪੌਜਿਟਿਵ ਰੂਪ ਵਾਲਾ ਚਾਰਜ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਟ੍ਰੀਵੈਲੈਂਟ ਗੰਦਗੀ ਵਾਲਾ ਈਕਸਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ

p-ਟਾਈਪ ਸੈਮੀਕਾਂਡਕਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਫੇਰਮੀ ਊਰਜਾ ਸਤਹ ਵਾਲੈਂਸ ਬੈਂਡ ਦੇ ਨੇੜੇ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਹੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਵਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਸਲੀਕਾਨ ਤੋਂ ਘਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। p-ਟਾਈਪ ਸੈਮੀਕਾਂਡਕਟਰਾਂ ਵਿੱਚ, ਹੋਲ ਮੈਜ਼ਰਿਟੀ ਚਾਰਜ ਕਾਰੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਸਲੀਕਾਨ ਦੀ ਇੰਟ੍ਰਿੰਸਿਕ ਚਾਰਜ ਕਾਰੀ ਗਿਣਤੀ

ਜਦੋਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਗਰਮੀ ਦੀ ਉਤ੍ਤੇਜਨਾ ਦੇ ਕਾਰਨ ਵਾਲੈਂਸ ਬੈਂਡ ਤੋਂ ਕੋਨਡੱਕਸ਼ਨ ਬੈਂਡ ਤੱਕ ਛੋਟਾ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਦੋਵੇਂ ਬੈਂਡਾਂ ਵਿੱਚ ਫ੍ਰੀ ਕਾਰੀਆਂ