Wat is in semiconductor? resistance semiconductor

Wat is in semiconductor materiaal? Wat binne syn funksjes? Wat is de fysika fan Semiconductors? As se binne boud? Wat is de conductivity fan Semiconductors? Wat binne de lichaamlike attributen se besitte?

Wat is neamd Semiconductors?

It ferwiist nei Crystalline materialen dy't net fiere elektrisiteit sa goed, lykas dogge metalen. Dochs dit figuer is better dan binne isolatoaren. Dy skaaimerken binne fanwege it tal mobile ferfierders. As wy beskôgje, yn it algemien, der bestiet in sterke taheaksel foar de kearnen. Lykwols, doe't tatsjinne yn in dirigint ferskate atomen, bygelyks, antimoan, dat hat in oerskot oan elektroanen, dizze posysje sil wurde korrizjearre. By it brûken fan indium taret eleminten mei in positive lading. Al dizze eigenskippen wurde in soad brûkt yn transistors - spesjale apparaten, dat kin fersterkje, blok of foarby in stroom yn ien rjochting allinne. As wy beskôgje it NPN-type elemint, it waar te nimmen flink fersterket de rol dat is foaral fan belang yn de oerdracht fan de swakke sinjalen.

Design funksjes dy't hawwe elektrysk semi-diriginten

Diriginten hawwe in soad frije elektroanen. Isolatoaren se wienen amper besitte. Semiconductors en ek befetsje in beskaat bedrach fan frije elektroanen en giet mei in positive lading, dy't steane klear te akseptearjen de frijlitten dieltsjes. En vooral - se allegearre droegen in elektryske stroom. Beskôge earder NPN-type transistor - net mooglik single semiconductor elemint. Sa binne der mear PNP-transistors en diodes.

As wy prate oer de lêste koarte, it is in elemint dat kin stjoert sinjalen yn ien rjochting allinne. Ek de Diode kin omsette AC nei DC. Wat is it mechanisme fan dizze omfoarming? En wêrom it beweecht yn ien rjochting allinne? Makket net út wêr der is in hjoeddeiske, elektroanen en wite plakken meie of disperse, of gean foarút. Yn it earste gefal fanwege de tanommen ôfstân feed oanbod wurdt ûnderbrutsen, en dêrom wurde oerdroegen dragers negatyf spanning yn mar ien rjochting, i.e. it conductivity fan Semiconductors is iensidich. Ommers, de hjoeddeiske kin oerdroegen wurde allinne as de Constituent dieltsjes binne tichtby troch. En dit is mooglik allinne as de hjoeddeistige oanbod oan 'e iene kant. Dat binne de soarten Semiconductors bestean en wurde brûkt op it stuit.

band struktuer

Elektryske en optyske eigenskippen fan diriginten yn ferbân brocht mei it feit dat, doe't it ynfoljen fan de enerzjy lagen fan elektroanen wurde skaat fan 'e mooglike steaten fan de bandgap. Wat binne har funksjes? It feit dat der gjin bandgap enerzjy nivo. Mei impurities en strukturele mankeminten kin feroare wurde. Heger folsleine band hjit Valence. Folge troch in resolúsje, mar leech. It hjit de conduction band. Fysika fan Semiconductors - in tige nijsgjirrich ûnderwerp, en yn it ramt fan it artikel dat is goed bedutsen.

steat fan de elektroanen

It brûkt begripen lykas it tal fan 'e tastien band en it kwasy-momentum. De struktuer wurdt bepaald troch de earste dispersion. Hy seit dat op 'beynfloedet de enerzjy ôfhinklikens fan de quasimomentum. Sa, as it Valence band wurdt folslein ynfolle troch elektroanen (dy't drage in lading yn in semiconductor), we sizze dat der gjin elemintêre excitations. As foar inkele reden, de dieltsjes net, dat betsjut dat der in posityf belêste quasiparticle - foarby of gat. Se binne de lading dragers yn Semiconductors yn de Valence band.

ûntaarde sône

De Valence band yn in typyske gelieder is sixfold ûntaarde. Dit is eksklusyf de spin-orbit ynteraksje en pas doe't de crystal momentum is nul. It kin wêze cleaved ûnder itselde betingst foar it alle einen en kanten en fourfold ûntaarde band. De enerzjy spacing tusken harren hjit de enerzjy fan 'e spin-baan Splitting.

Impurities en mankeminten yn Semiconductors

Se kin wêze elektrysk net aktyf of aktyf. Mei help fan de earste kinne jo te krijen yn Semiconductors positive of negative lading, dat kin wurde kompensearre troch it ûntstean fan in gat yn 'e Valence band of in elektron yn de conduction band. Inactive impurities binne neutraal, en hja hawwe relatyf in bytsje ynfloed op it elektroanyske eigenskippen. Boppedat kin faak wêze fan belang is de Valence dêrfan hawwe atomen dy't nimme diel oan de lading oerdracht proses, en de struktuer fan 'e kristal lattice.

Ofhinklik fan it soarte en de hoemannichte ûnreinheden kinne feroarje en de ferhâlding tusken it tal gatten en elektroanen. Dêrom, semiconductor materialen moatte altyd wurde foarsichtich selektearre te berikken fan it winske resultaat. Dit wurdt foarôfgien troch in grut oantal berekkenings, en dêrnei de eksperiminten. Dieltsjes dy't meast neamd mearderheid dragers, binne minderheid.

Dosed ynfiering fan ûnsuverheden yn 'e semiconductor apparaat kinne te krijen de winske eigenskippen. Ôfwikingen yn Semiconductors kin ek wêze inactive of aktyf elektryske betingst. Wichtich dêrby is de skonkjebrekken, interstitial atoom en in fakatuere. Liquid en noncrystalline diriginten reagearje ûnreinheden oars as kristallijn. It ûntbrekken fan in strakke bouwurk úteinlik resultearret yn wat ferhuze it atoom kriget in oare Valence. It sil wêze oars út 'e iene mei wat it wie oarspronklik imbues harren ties. Atom wurdt ûnrendabele te jaan of hechtsje de elektron. Yn sa'n gefal, it wurdt wurkjen en, dêrom, de ûnreinens Semiconductors hawwe gruttere kâns fan mislearring. Dit liedt ta it feit dat it is ûnmooglik om te feroarjen de conductivity type fia doping en te meitsjen, bygelyks, p-n-splitsing.

Guon amorphous Semiconductors kinne feroarje harren elektroanyske eigenskippen ûnder de ynfloed fan doping. Mar it behannelet har ta in folle mindere mjitte as oan kristallijn. Gefoelichheid foar doping amorphous eleminten kinne wurde ferbettere troch it ferwurkjen. Uteinlik, dan moat wurde neamd dat fanwege de lange en hurde wurk ôfsûndering Semiconductors dochs presintearret in oantal skaaimerken mei goede resultaten.

Statistiken fan elektroanen yn de semiconductor

Wannear't der in termodynamyske lykwicht, it oantal gatten en elektroanen wurdt bepaald útslutend troch de temperatuer fan de band struktuer parameters en de konsintraasje fan elektrysk aktyf ûnreinheden. As de ferhâlding wurdt berekkene, dan wurdt dat guon fan de dieltsjes sil wêze yn 'e conduction band (yn' e acceptor of stiper nivo). Wurdt ek rekken holden mei it feit dat it diel kin ferlitte it grûngebiet fan de Valence, en der wurde foarme hiaten.

conductivity

Yn Semiconductors, neist elektroanen as lading dragers kinne útfiere en ioanen. Mar harren elektryske conductivity yn de measte gefallen negligible. De ienige ioanyske superprovodniki kin feroarsaakje in útsûndering. De Semiconductors binne trije wichtichste elektron transfer meganisme:

1. De wichtichste sône. Yn dit gefal, de elektroanen yn beweging as gefolch fan de feroaring fan har enerzjy binnen in tastiene gebiet.
2. Hopping ferfier fan pleatslik steaten.
3. Polaron.

exciton

It gat en it elektron meie foarmje in bûne steat. It hjit Wannier-Mott. Yn dit gefal it foton enerzjy, dy't oerienkomt mei in opname râne falt op de omfang fan de keppeling resolúsje. Mei genôch yntinsiteit fan it ljocht yn Semiconductors kinne foarmje in wichtige bedrach fan excitons. Mei in stiging yn harren konsintraasje condense en formulier elektron-hole liquid.

It oerflak fan de semiconductor

Dy wurden jouwe ferskate atomic lagen, dy't lizze by de grins fan it apparaat. Oerflak eigenskippen oars út de bulk. De oanwêzigens fan dy lagen brekt translational symmetry fan it kristal. Dit liedt ta de saneamde oerflak steaten en polaritons. Ûntwikkeljen fan it tema fan de lêste, moatte mear te fertellen en oer de spin en vibrational weagen. Fanwegen syn gemysk aktiviteit hiding mikroskopyske oerflak laach bûten fan molekulen of atomen dy't binne adsorbed út de omjouwing. Se ek bepale de eigenskippen fan de pear atomic lagen. Gelokkich, de oprjochting fan 'e ultra-hege fakuüm technology, dêr't binne semiconductor ûnderdielen, makket it mooglik om te krijen en behâlden foar ferskate oeren, skjin oerflak, mar dy't wol positive ynfloed op de kwaliteit fan de produkten.

Semiconductor. Temperatuer beynfloedet it ferset

Doe't de temperatuer fan de metalen nimt ta, en fergruttet harren ferset. Mei Semiconductors, it tsjinoerstelde is wier - ûnder deselde betingsten, dizze opsje hja sil ôfnimme. It punt dêrby is dat de elektryske conductivity yn alle materiaal (en dit karakteristike omkeard evenredich oan it ferset) hinget ôf fan de fraach oft de heffing hjoeddeistige ferfierders binne, op de snelheid fan beweging op it elektrysk fjild, en fan harren nûmer yn in ienheid folume fan materiaal.

De semiconductor eleminten nimt ta as de temperatuer fergruttet de konsintraasje fan dieltsjes, dêrtroch tanimmende de termyske conductivity en it ferset sakket. Jo kinne neigean dat yn it bywêzen fan de simpele dea jonge natuerkundige en de nedige materiaal - silisium of germanium, ek kin wurde nommen en makke fan in semiconductor se. In tanimming fan temperatuer sil ferminderje harren ferset. Om ferifiearjen dit, jimme moatte stock op 'e mjit ynstruminten dy't sille sjen alle feroarings. Dit is oer it generaal it gefal. Litte we ris nei in pear spesifike embodiments.

Ferset en Electrostatic Ionisaasje

Dat komt troch tunneling fan elektroanen troch in tige smel barriêre dy't jout ûngefear ien hûndertste fan micrometer. It leit tusken de rânen fan de enerzjy bands. It jowt him allinnich mooglik as bûgen enerzjy bands, dy't optreedt allinne ûnder de ynfloed fan in sterk elektrysk fjild. Once tunneling foarkomt (dat is in kwantum meganysk effekt), de elektroanen troch de potinsjele barrière is smel, en it net feroaret harren enerzjy. Dit him meibringt in ferheging fan 'e konsintraasje fan lading dragers, en yn beide sônes: de conduction en Valence. As it proses is it ûntwikkeljen fan de Electrostatic Ionisaasje, der kin in ôfbraak fan it semiconductor tunnel. Tidens dit proses dat sil feroarje it ferset fan 'e semiconductor. It is Omkearregister, en sa gau as it elektrysk fjild wurdt útset, alle prosessen wurde restaurearre.

Ferset en effekt Ionisaasje

Yn dit gefal, de gatten en de elektroanen wurde fersneld oant hifke frije paad ûnder de ynfloed fan in sterk elektrysk fjild oan de wearden dy't bydrage oan Ionisaasje fan de atomen en de rupture fan ien fan 'e covalent obligaasjes (primêr of e ôfsûndering atom). Impact Ionisaasje optreedt as in lawine en it Avalanche MULTIPLY lading ferfierders. Dêrmei de nij makke gatten en elektroanen fersneld troch de elektryske stroom. De hjoeddeiske wearde yn it einresultaat wurdt fermannichfâldige troch in koëffisjint fan effekt Ionisaasje, dat is it oantal elektron-gat pearen dy't foarme op ien fan 'e wacht carrier Paad segment. De ûntwikkeling fan dit proses úteinlik liedt ta semiconductor avalanche ôfbraak. De wjerstân fan Semiconductors wurdt ek feroaret, mar, lykas yn it gefal fan de tunnel ynsinking, Omkearregister.

It brûken fan Semiconductors yn 'e praktyk

It bysûndere belang fan dy eleminten moat opmurken wurde yn kompjûter technology. Hast gjin twifel dat jo soene net ynteressearre yn de fraach fan wat is it Semiconductors, as net de winsk om selsstannich raise it ûnderwerp mei harren brûken. It is net wei te tinken it wurk fan moderne kuolkasten, tillevyzje sets, kompjûter Monitoren sûnder Semiconductors. Kin net dwaan sûnder harren, en avansearre auto engineering. Se wurde ek brûkt yn de loftfeart en romte technology. Begripe hokker Semiconductors binne, hoe wichtich sy binne? Fansels, wy kinne net sizze, dat it is allinnich de wêzentlike eleminten fan ús beskaving, mar ek ûnderskatte se net wurdich.

It brûken fan Semiconductors yn de praktyk, fanwege meer en in oantal faktoaren, ûnder harren de wiidfersprate fan it materiaal dêr't se wurde makke, en it gemak fan de ferwurking en te krijen de winske resultaat, en oare technyske funksjes dy't meitsje de kar fan de wittenskippers dy't wurke oan de elektroanyske apparatuer, stoppe se.

konklúzje

Wy hawwe ûndersocht yn detail wat Semiconductors, hoe't se wurkje. De basis fan harren ferset lei kompleks fysike en gemyske prosessen. En jo kinne fernimme dat de feiten net jaan sa't beskreaun yn kêst folslein begripe dat sokke Semiconductors, om de ienfâldige reden dat wittenskip hat net sels ûndersyk dien nei de eigenaardichheden fan harren wurk oan 'e ein. Mar wy kenne harren basiseigenskippen en eigenskippen, dy't mooglik meitsje ús te setten se yn de praktyk. Dêrom kinne jo sykje nei materialen en Semiconductors te eksperimintearjen mei harren, dat foarsichtich. Wa wit, miskien yn jo Slumber grutte ûndersiker?!