سیمی کنڈکٹر فزکس کیا ہے؟
سیمی کنڈکٹر فزکس کی تعریف
سیمی کنڈکٹر فزکس کو کنڈکٹرز اور انسلیٹرز کے درمیان الیکٹرکل کنڈکٹیوٹی کے ساتھ مواد کے مطالعے کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے، جس میں سیلیکون اور جرمینیم جیسے عنصر شامل ہوتے ہیں۔
سیمی کنڈکٹرز کی خصوصیات
سیمی کنڈکٹرز کے پاس معتدل ریزسٹویٹی ہوتی ہے اور ریزسٹنس کا منفی ٹیمپریچر کوفیشینٹ ہوتا ہے، یعنی ان کی ریزسٹنس درجہ حرارت کے بڑھنے کے ساتھ کم ہوتی ہے۔
کووالنٹ بانڈنگ
سیمی کنڈکٹر اتموں کے ویلنس الیکٹران آٹم کے درمیان بانڈنگ میں ایک بنیادی کردار ادا کرتے ہیں۔ آٹموں کے درمیان بانڈنگ کیونکہ ہر ایٹم کو اپنے بیرونی ترین کیل میں آٹھ الیکٹران کی ضرورت ہوتی ہے۔
ہر سیمی کنڈکٹر ایٹم کے پاس چار ویلنس الیکٹران ہوتے ہیں اور یہ چار الیکٹران اپنے قریبی ایٹموں سے شیر کر سکتا ہے تاکہ اپنے بیرونی ترین شیل میں آٹھ الیکٹران مکمل کر سکے۔ یہ الیکٹران کا شیر کرنا کووالنٹ بانڈ بناتا ہے۔
ہر سیمی کنڈکٹر ایٹم کریسٹل میں اپنے چار قریبی ایٹموں کے ساتھ چار کووالنٹ بانڈ بناتا ہے۔ یعنی، چار قریبی سیمی کنڈکٹر ایٹموں کے ساتھ ایک کووالنٹ بانڈ بنایا جاتا ہے۔ نیچے دی گئی تصویر میں جرمینیم کریسٹل میں بنائے گئے کووالنٹ بانڈ کو ظاہر کیا گیا ہے۔
جرمینیم کریسٹل میں، ہر ایٹم کے آخری آربٹ میں آٹھ الیکٹران ہوتے ہیں۔ لیکن ایک الگ ہوئے واحد جرمینیم ایٹم کے پاس 32 الیکٹران ہوتے ہیں۔ پہلا آربٹ 2 الیکٹران پر مشتمل ہوتا ہے۔ دوسرا آربٹ 8 الیکٹران پر مشتمل ہوتا ہے۔ تیسرا آربٹ 18 الیکٹران پر مشتمل ہوتا ہے اور باقی 4 الیکٹران چوتھا یا بیرونی ترین آربٹ میں ہوتے ہیں۔
لیکن جرمینیم کریسٹل میں، ہر ایٹم اپنے چار قریبی ایٹموں سے چار ویلنس الیکٹران شیر کرتا ہے تاکہ اپنے بیرونی ترین آربٹ میں آٹھ الیکٹران مکمل کر سکے۔ اس طرح، کریسٹل میں ہر ایک کے پاس اپنے بیرونی ترین آربٹ میں آٹھ الیکٹران ہوتے ہیں۔
کووالنٹ بانڈ بنانے سے ہر ویلنس الیکٹران کسی ایٹم سے منسلک ہوتا ہے، کسی ایدیل سیمی کنڈکٹر کریسٹل میں کوئی آزاد الیکٹران نہیں چھوڑا جاتا۔ ان بانڈوں کی وجہ سے آٹم کرامی ترتیب میں ترتیب دیے جاتے ہیں، جس سے سیمی کنڈکٹر کا کریسٹل ساخت بناتا ہے۔
انرجی بینڈ تھیوری
سیمی کنڈکٹروں کے درمیان ویلنس اور کنڈکشن بینڈ کے درمیان چھوٹا انرجی گیپ ہوتا ہے، جس کی وجہ سے توانائی کو لاگو کرنے پر الیکٹران منتقل ہو سکتے ہیں اور برق کی کنڈکشن کر سکتے ہیں۔
سیمی کنڈکٹروں کی قسمیں
انٹرینسسیک سیمی کنڈکٹر
ایکسٹرینسسیک سیمی کنڈکٹر
N-ٹائپ اور P-ٹائپ سیمی کنڈکٹر
