Naon semikonduktor a? lalawanan semikonduktor

Naon téh bahan semikonduktor? Naon fitur na? What is the fisika ngeunaan semikonduktor? Sabab nu diwangun? What is the konduktivitas of semikonduktor? Naon anu atribut fisik maranéhna mibanda?

Naon disebut semikonduktor?

Ieu nujul kana kristalin bahan nu teu ngalirkeun listrik jadi ogé, sakumaha do logam. Acan inohong ieu leuwih hade tinimbang nu insulators. ciri ieu alatan jumlah operator mobile. Lamun urang nganggap, sacara umum, aya aya hiji kantétan kuat kana inti. Najan kitu, nalika dikaluarkeun dina konduktor sababaraha atom, contona, antimony, anu boga kaleuwihan éléktron, posisi ieu bakal dilereskeun. Lamun maké indium disiapkeun elemen ku muatan positif. Sadaya sipat ieu nu loba dipaké dina transistor - alat husus, anu bisa ningkatkeun, blok atawa lulus ayeuna di hiji arah wungkul. Lamun urang nganggap unsur NPN-jenis, éta bisa dititenan considerably strengthens peran nu hal penting dina pangiriman sinyal lemah.

fitur desain nu gaduh listrik semi-konduktor

Konduktor geus loba éléktron bébas. Insulators maranéhanana éta boro mibanda. Semikonduktor sarta ogé ngandung jumlah nu tangtu éléktron bébas tur pas jeung muatan positif nu siap nampa partikel liberated. Jeung paling importantly - aranjeunna sadayana dibawa hiji arus listrik. Dianggap saméméhna NPN-tipe transistor - teu mungkin hiji unsur semikonduktor. Ku kituna, aya leuwih PNP-transistor jeung diodes.

Lamun urang ngobrol ngeunaan pondok panungtungan, éta mangrupa unsur nu bisa ngirimkeun sinyal dina hiji arah wungkul. Ogé, dioda bisa ngarobah AC ka DC. Naon mékanisme transformasi ieu? Jeung naha eta ngalir dina hiji arah wungkul? Paduli dimana aya hiji ayeuna, éléktron sarta sela meureun atanapi bubarkeun, atawa maju. Dina kasus nu pertama alatan ngaronjat suplai eupan jarak anu interrupted, sarta ku kituna aya dikirimkeun operator tegangan négatip dina ngan hiji arah, i.e. konduktivitas of semikonduktor nyaeta sapihak. Barina ogé, ayeuna bisa dikirimkeun ngan lamun partikel konstituén téh nutup ku. Sareng ieu anu mungkin ngan mun supply ayeuna dina hiji leungeun. Di handap ieu mangrupakeun jenis semikonduktor aya na anu dipaké dina momen.

struktur band

Listrik jeung optik sipat konduktor pakait sareng kanyataan yén, nalika ngeusian tingkat énergi éléktron dipisahkeun tina nagara mungkin tina bandgap nu. Naon fitur nya? kanyataan yén euweuh tingkat énergi bandgap. Kalayan najis tur defects struktural eta bisa robah. band pinuh luhur disebutna valénsi. Dituturkeun ku resolusi, tapi kosong. Mangka disebut band konduksi. Fisika ngeunaan semikonduktor - a topik pisan metot, sarta dina kerangka artikel eta katutupan ogé.

kaayaan tina éléktron

It uses konsep kayaning jumlah tina band diwenangkeun jeung kuasi-moméntum. struktur ditangtukeun ku dispersi munggaran. Anjeunna nyebutkeun yen dina eta mangaruhan gumantungna énergi quasimomentum nu. Ku kituna, lamun dina band valénsi eta tos rengse dieusi ku éléktron (anu mawa muatan dina semikonduktor a), urang nyebutkeun yén aya euweuh excitations dasar. Mun keur sababaraha alesan, partikel henteu, éta ngandung harti yén aya hiji quasiparticle boga muatan positif - lulus atawa liang. Maranéhanana nyaéta operator muatan dina semikonduktor dina band valénsi.

zone degenerate

Pita valénsi dina konduktor has nyaeta degenerate sixfold. Ieu kaasup interaksi spin-orbit sarta ngan lamun moméntum kristal nyaéta enol. Ieu bisa dibeulah handapeun kaayaan anu sarua pikeun band degenerate doubly na fourfold. Dipasing énergi antara aranjeunna disebut énergi ti bengkahna spin-orbit.

Pangotor na defects dina semikonduktor

Aranjeunna tiasa listrik teu aktif atawa aktif. Ngagunakeun munggaran ngidinan Anjeun pikeun meunang di semikonduktor muatan positif atanapi negatif, anu bisa offset ku mecenghulna liang dina band valénsi atanapi hiji éléktron dina band konduksi. pangotor aktif anu nétral, tur maranéhna boga rélatif saeutik pangaruh kana pasipatan éléktronik. Leuwih ti éta, éta mindeng tiasa tina pentingna teh valénsi nu gaduh atom nu nyandak bagian dina prosés mindahkeun muatan, sarta struktur anu kisi kristal.

Gumantung kana jenis jeung jumlah pangotor bisa ngarobah jeung rasio antara jumlah liang na éléktron. Kituna, bahan semikonduktor kedah salawasna dipilih taliti pikeun ngahontal hasil nu dipikahoyong. Ieu dimimitian ku angka nu gede ngarupakeun itungan, sarta salajengna di percobaan. Partikel nu paling disebutna operator mayoritas, aya minoritas.

bubuka Dosed tina najis kana alat semikonduktor ngamungkinkeun pikeun ménta sipat nu dipikahoyong. Defects dina semikonduktor ogé bisa jadi kaayaan listrik teu aktif atawa aktif. Nu penting di dieu teh dislocation, atom interstitial jeung lowongan nu. Cair jeung noncrystalline konduktor meta pangotor béda ti kristainna tangtu. Kurangna struktur kaku pamustunganana ngakibatkeun naon dipindahkeun atom acquires a valénsi béda. Ieu bakal béda ti hiji jeung nu eta asalna imbues dasi maranéhanana. Atom janten unprofitable méré atawa ngagantelkeun éléktron. Bisi sapertos ieu, janten teu aktif na, ku kituna, anu semikonduktor impurity gaduh Chances gede gagal. Hal ieu jadi marga kanyataan yén mustahil pikeun ngarobah tipe konduktivitas ngaliwatan cara nambahkeun atawa doping jeung ka nyieun, contona, p-n-simpang.

Sababaraha semikonduktor amorf bisa ngarobah sipat éléktronik maranéhanana dina pangaruh nambahkeun atawa doping. Tapi Ngaruwat aranjeunna ka extent teuing Lesser ti keur kristainna tangtu. Sensitipitas mun cara nambahkeun atawa doping elemen amorf bisa ningkat ku ngolah. Pamustunganana, kudu disebutkeun yén alatan lila tur teuas karya impurity semikonduktor Tapi presents sababaraha ciri kalawan hasil anu alus.

Statistik éléktron dina semikonduktor nu

Lamun aya hiji kasatimbangan termodinamika, jumlah liang na éléktron ditangtukeun sacara éksklusif ku hawa tina parameter struktur band jeung konsentrasi pangotor aktif listrik. Lamun rasio diitung, éta dipercaya yén sababaraha partikel bakal di band konduksi (dina akséptor atanapi donor tingkat). Ieu ogé dicokot kana akun kanyataan yén bagian nu bisa ninggalkeun wewengkon valénsi, sarta aya kabentuk sela.

konduktivitas

Dina semikonduktor, sagigireun éléktron salaku muatan operator bisa migawé sarta ion. Tapi konduktivitas listrik maranéhanana di hal nu ilahar negligible. Hijina superprovodniki ionik bisa ngabalukarkeun hiji iwal. The semikonduktor tilu utama mékanisme alih éléktron:

1. Zona utama. Dina hal ieu, éléktron ojah alatan parobahan énergi na dina wewengkon diijinkeun.
2. Hopping angkutan nagara localized.
3. Polaron.

exciton

Liang na éléktron bisa ngabentuk kaayaan wates. Mangka disebut Wannier-Mott. Dina hal ieu énergi foton, atomna an tepi diserep tumiba dina gedéna resolusi gandeng. Kalawan cukup inténsitas cahaya dina semikonduktor bisa ngabentuk jumlah signifikan excitons. Kalawan paningkatan dina cairan éléktron-liang ngembun konsentrasi sarta formulir maranéhanana.

Beungeut semikonduktor nu

ieu kecap nunjukkeun sababaraha lapisan atom, nu lokasina deukeut wates alat. Sipat beungeut béda ti bulk dina. Ayana lapisan ieu ngarecah simétri translational hablur. Hal ieu jadi marga pikeun nu disebut nagara bagian beungeut sarta polaritons. Ngamekarkeun téma kiwari dimungkinkeun, kudu leuwih mun ngabejaan na ngeunaan spin sarta gelombang vibrational. Kusabab aktivitas kimiawi na nyumput permukaan lapisan mikroskopis luar molekul atawa atom nu geus adsorbed tina lingkungan. Éta ogé nangtukeun sipat sababaraha lapisan atom. Untungna, kreasi téhnologi vakum ultra luhur, nu mangrupakeun komponén semikonduktor, ngamungkinkeun pikeun ménta jeung mertahankeun pikeun sababaraha jam, beungeut beresih, nu positif mangaruhan kualitas produk.

Semiconductor. Hawa mangaruhan résistansi nu

Nalika suhu naek logam, sarta ngaronjatkeun daya tahan maranéhanana. Kalawan semikonduktor, sabalikna bener - dina kaayaan anu sarua, pilihan ieu aranjeunna bakal ngurangan. titik di dieu nyaeta yen konduktivitas listrik di mana bahan (jeung karakteristik ieu tibalik sabanding jeung résistansi kana) gumantung kana naha muatan operator ayeuna téh, dina speed gerak dina médan listrik, sarta tina jumlah maranéhanana dina satuan eusi tina bahan.

Unsur semikonduktor naek saperti suhu ngaronjatkeun konsentrasi partikel, kukituna ngaronjatna konduktivitas termal sarta lalawanan nurun. Anjeun tiasa parios ieu ayana basajan set fisikawan ngora sarta bahan perlu - silikon atawa germanium, ogé bisa dicokot tur dijieun tina semikonduktor aranjeunna. Paningkatan dina suhu baris ngurangan daya tahan maranéhanana. Pikeun pariksa ieu, anjeun kudu stock nepi kana instrumen ukur anu bakal ningali sagala parobahanana. Ieu umumna kasus nu bener. Hayu urang nempo sababaraha embodiments husus.

Lalawanan jeung ionisasi éléktrostatik

Ieu alatan tunneling éléktron ngaliwatan hiji panghalang pisan sempit nu nyadiakeun ngadeukeutan salah hundredth of mikrométer. Hal ieu situated antara edges of pita énergi. penampilan nyaeta ngan mungkin nalika bending pita énergi, nu lumangsung ngan dina pangaruh hiji médan listrik kuat. Sakali tunneling lumangsung (nu mangrupakeun pangaruh mékanis kuantum), éléktron nembus potensi panghalang téh sempit, jeung teu ngarobah énérgi maranéhanana. Ieu diperlukeun paningkatan dina konsentrasi muatan operator, sarta dina duanana zona: nu konduksi na valénsi. Mun prosés ieu pikeun ngamekarkeun ionisasi éléktrostatik, aya tiasa janten ngarecahna sahiji torowongan semikonduktor. Salila prosés ieu éta bakal ngarobah résistansi dina semikonduktor nu. Éta malik, sarta pas médan listrik dipareuman, sagala proses nu disimpen.

Lalawanan jeung dampak ionisasi

Dina hal ieu, liang jeung éléktron gancangan dugi dites jalur bebas dina pangaruh hiji médan listrik kuat kana nilai nu nyumbang kana ionisasi tina atom jeung beubeulahan ti salah sahiji beungkeut kovalén (primér atawa atom impurity). Dampak ionisasi lumangsung kawas hiji longsoran sarta longsoran operator muatan balikeun. Kituna liang karek dijieun na éléktron gancangan ku arus listrik. Nilai ayeuna dina hasil ahir anu dikalikeun ku koefisien sahiji dampak ionisasi, nu jumlah pasangan éléktron-liang nu ngawujud dina salah sahiji muatan pamawa ruas jalur. Ngembangkeun proses ieu pamustunganana ngabalukarkeun semikonduktor longsoran ngarecahna. Résistansi of semikonduktor ogé ngarobah, tapi, saperti dina kasus torowongan ngarecahna, malik.

Pamakéan semikonduktor dina prakna

Pentingna tangtu elemen ieu kudu dicatet dina téhnologi komputer. Ampir euweuh mamang nu teu bakal museurkeun sual naon nu semikonduktor, upami teu kahayang pikeun bebas ngangkat poko kalawan pamakéan maranéhanana. Ieu mungkin keur ngabayangkeun karya kulkas modern, set televisi, monitor komputer tanpa semikonduktor. moal bisa ngalakukeun tanpa aranjeunna, sarta rékayasa otomotif maju. Aranjeunna oge dipake dina téhnologi aviation jeung spasi. Ngartos semikonduktor naon, kumaha penting aranjeunna? Tangtu, urang teu bisa nyebutkeun yén éta téh mung elemen penting peradaban urang, tapi ogé underestimate aranjeunna teu patut.

Pamakéan semikonduktor dina praktekna, alatan beuki sarta sajumlah faktor, di antarana nu nyebar tina bahan ti nu aranjeunna dijieun, sarta betah pamrosésan jeung pikeun ménta hasil nu dipikahoyong, sarta fitur teknis lianna nu nyieun pilihan nu élmuwan anu dikeureuyeuh parabot éléktronik, dieureunkeun aranjeunna.

kacindekan

Kami geus nalungtik di jéntré naon semikonduktor, kumaha aranjeunna jalan. Dasar lalawanan maranéhna diteundeun prosés fisik jeung kimia kompléks. Tur anjeun tiasa aya bewara yén fakta ulah masihan sakumaha dijelaskeun dina Pasal pinuh ngarti yén semikonduktor misalna, keur alesan basajan nu sains teu malah neuleuman peculiarities sahiji karya maranéhanana nepi ka ahir. Tapi urang terang sipat dasar maranéhanana jeung ciri, nu ngawenangkeun kami nempatkeun kana praktek. Kituna, anjeun tiasa milari bahan jeung semikonduktor ékspérimén kalawan aranjeunna, keur ati. Anu weruh, meureun di nu slumber panalungtik hébat?!