Što je poluvodički? otpor poluvodiča

Što je poluvodički materijal? Koje su njegove karakteristike? Što je fizika poluvodiča? Kao što su oni izgradili? Što je vodljivost poluvodiča? Koje su fizičke atribute oni posjeduju?

Ono što se naziva poluvodiči?

To se odnosi na kristalne materijale koji ne provode električnu struju tako dobro, kao i metale. Ipak, ta brojka je bolje nego su izolatori. Ove karakteristike su zbog broja mobilnih operatera. Ako uzmemo u obzir, općenito, postoji snažna vezanost za jezgre. Međutim, kada se daju u dirigent nekoliko atoma, na primjer, antimona, koji ima višak elektrona, taj položaj će biti ispravljen. Kada koristite indij priprema elemente pozitivnog naboja. Sve ove osobine su naširoko koristi u tranzistorima - specijalne uređaje koji mogu poboljšati, blok ili prolaze struju samo u jednom smjeru. Ako uzmemo u obzir NPN tipa elementa, može se značajno promatrati jača ulogu koja je posebno važno u prijenosu slabih signala.

Dizajn značajke koje imaju električno poluvodiča

Dirigenti imaju puno slobodnog elektrona. Izolatori su bili jedva posjeduju. Poluvodiči, a također sadrže određenu količinu slobodnih elektrona i prolazi s pozitivnog naboja, koji su spremni prihvatiti oslobođene čestice. I što je najvažnije - svi oni provode električnu struju. prethodno smatra NPN tipa tranzistor - nije moguce jednom poluvodičkih elemenata. Dakle, postoji više PNP-tranzistori i diode.

Ako govorimo o posljednje Ukratko, to je element koji se može prenositi signale samo u jednom smjeru. Također, dioda može pretvoriti izmjenične u istosmjernu struju. Koji je mehanizam ove transformacije? I zašto se kreće samo u jednom smjeru? Bez obzira na to gdje se nalazi struja, elektroni i rupe svibnju ili raspršuju ili ići naprijed. U prvom slučaju, zbog povećana ponuda hrane udaljenost je prekinuta, a time se prenose nositelji negativnog napona samo u jednom smjeru, a to je vodljivost poluvodiča je jednostrana. Uostalom, struja može prenositi samo ako su konstitutivni čestice su u neposrednoj blizini. A to je moguće samo ako je trenutna ponuda s jedne strane. To su tipovi poluvodiča postoje i koriste se u ovom trenutku.

struktura bend

Električna i optička svojstva vodiča povezane s činjenicom da je, kada je punjenje razina energije elektrona su odvojeni od mogućih stanja u pojasni. Koje su njezine mogućnosti? Činjenica da ne postoji razina pojasni energije. Uz nečistoća i strukturnih nedostataka može se mijenjati. Viši puni bend se zove valencija. Slijedi rezolucijom, ali prazna. To se zove vodljivi pojas. Fizika poluvodiča - vrlo zanimljiva tema, au okviru članku je dobro pokriven.

stanje elektrona

Ona koristi koncepte kao što su broj dozvoljenih bend i kvazi-zamah. Struktura je određena prvi disperzije. On kaže da na njega utječe na energetsku ovisnost quasimomentum. Dakle, ako je valentni pojas je potpuno popunjena elektronima (koji nose naboj u poluvodiča), možemo reći da ne postoje elementarni pobuđenja. Ako iz nekog razloga, čestice nisu, to znači da postoji pozitivno nabijeni quasiparticle - prolaze ili rupa. Oni su nosioci naboja u poluvodiča u valentni pojas.

degenerik zona

Valentni pojas u tipičnom dirigent je šest puta izopačeno. To je bez interakcije spin-orbit i to samo kada je kristalno zamah nula. To se može cijepati pod istim uvjetima za dvostruko i četverostruko degenerirani bend. Razmak energije između njih se zove energija cijepanje spin-orbite.

Nečistoće i nedostaci u poluvodičima

Oni mogu biti električno aktivna ili aktivan. Korištenje prvi vam omogućuje da se u poluvodičima pozitivan ili negativan naboj, koji može biti pomaknuta za nastanak rupe u valentni pojas ili elektrona u vodljivi pojas. Neaktivni nečistoće su neutralni, i oni imaju relativno mali utjecaj na elektronskim svojstvima. Štoviše, to često može biti od značaja je valencija koja ima atoma koji sudjeluju u procesu prijenosa naboja, a struktura kristalne rešetke.

Ovisno o vrsti i količini onečišćenja može se mijenjati i odnos između broja rupa i elektrona. Dakle, poluvodičkih materijala treba uvijek biti pažljivo odabrani kako bi postigli željeni rezultat. To prethodi veliki broj izračuna, a potom i eksperimenata. Čestice koje najviše zovu većinski nositelji, su manjina.

Dozira uvođenje nečistoća u uređaj poluvodiča omogućuje dobivanje željenih svojstava. Nedostaci u poluvodiča može također biti aktivna ili aktivni električni stanje. Važno je ovdje iščašenja, intersticijski atom i radno mjesto. Tekući i nekristalni vodiča reagiraju nečistoće drugačije nego kristalna. Nedostatak krute strukture u konačnici rezultira ono preselio atom poprima drugačiji valenciju. To će biti drugačija od one s kojom je izvorno prožima njihove veze. Atom postaje neisplativa dati ili pričvrstiti elektron. U tom slučaju, on postaje neaktivan, a time i nečistoće poluvodiči imaju veće šanse za neuspjeh. To dovodi do činjenice da je nemoguće promijeniti vrstu vodljivost kroz dopinga i stvaranje, na primjer, p-n-spoj.

Neki amorfni poluvodiči mogu promijeniti svoje elektronska svojstva pod utjecajem dopinga. Ali to tretira ih u znatno manjoj mjeri nego na kristalnu. Osjetljivost na doping amorfnih elemenata može poboljšati obradu. Na kraju, treba napomenuti da je zbog dugog i napornog rada nečistoće poluvodiča ipak predstavlja niz karakteristika s dobrim rezultatima.

Statistika elektrona u poluvodiča

Kada je termodinamička ravnoteža, broj rupa i elektrona određena isključivo temperaturi parametara sastav strukture i koncentracije električki aktivnih nečistoća. Kada se izračunava omjer, vjeruje se da su neke od čestica će biti u vodljivi pojas (u akceptora ili donora razini). Također uzeti u obzir činjenicu da se dio može napustiti teritorij valenciji, a postoje formirana praznine.

provodljivost

U poluvodičima, osim elektrona kao nosioca naboja može obavljati i iona. No, njihova električna vodljivost u većini slučajeva zanemariv. Jedini ionski superprovodniki mogu izazvati iznimku. U poluvodiči su tri glavna mehanizma prijenosa elektrona:

1. Glavna zona. U tom slučaju, elektroni u pokretu zbog promjene svoje energije unutar dopuštenog područja.
2. Skakanje prijevoz lokaliziranih stanja.
3. Polaronskog.

eksiton

Rupa i elektron može formirati vezani stanje. To se zove Wannier-Mott. U tom slučaju foton energije, što odgovara apsorpciji rubu pada na veličinu rezolucije spojke. Uz dovoljno intenziteta svjetlosti u poluvodičima može formirati značajnu količinu excitons. Uz povećanja njihove koncentracije kondenzirati i oblik otvora elektrone tekućine.

Površina poluvodiča

Ove riječi ukazuju na nekoliko atomskih slojeva, koji se nalaze u blizini granice uređaja. Površinska svojstva različita od masi. Prisutnost tih slojeva razbija translacijsku simetriju kristal. To dovodi do tzv površine države i polaritons. Razvijanje temu potonji, trebalo biti više reći io spina i vibracijskih valova. Zbog svog kemijskog djelovanja krije mikroskopske površinskog sloja izvan molekula ili atoma koji su adsorbiranih iz okoliša. Oni određuju svojstva nekoliko atomskih slojeva. Srećom, stvaranje ultra-visoke vakuumske tehnologije, u kojoj su poluvodičke komponente, omogućuje postizanje i održavanje za nekoliko sati, čistu površinu, što pozitivno utječe na kvalitetu proizvoda.

Poluvodiča. Temperatura utječe na otpor

Kada temperatura metalnih povećava i povećava njihovu otpornost. Uz poluvodiča, istina je upravo suprotna - pod istim uvjetima, ova opcija će se smanjiti. Stvar je u tome da je električna vodljivost u bilo koji materijal (i to svojstvo obrnuto razmjerna otporu) ovisi o tome je li struja punjenja nositelji su, na brzinu kretanja u električnom polju, a njihov broj u jedinici volumena materijala.

Poluvodičkih elemenata povećava kako temperatura povećava koncentracije čestica, a time i povećanje toplinske vodljivosti, a otpor opada. To možete provjeriti u nazočnosti jednostavan set mladog fizičara i potrebnog materijala - silicija ili germanija, može se uzeti i napravio od njima poluvodiča. Porast temperature će smanjiti njihovu otpornost. Da biste to provjerili, morate nagomilati na mjernim instrumentima koji će vidjeti sve promjene. To je obično slučaj. Pogledajmo nekoliko specifičnih izvedbi.

Otpor i elektrostatski ionizacija

To je zbog tuneliranja elektrona prolazi kroz vrlo uzak barijere koja pruža oko jednu stotinku mikrometra. Nalazi se između rubova energije bendova. Njegov izgled je moguće samo kada savijanje energije bendova, koja se pojavljuje samo pod utjecajem jakog električnog polja. Kada dođe tunel (to je kvantni mehanički učinak), elektroni prolaze kroz potencijalna barijera je uska, a to ne mijenja svoju energiju. To podrazumijeva povećanje koncentracije nosilaca naboja, te u obje zone: obavljanja i valenciju. Ako je proces razvijati elektrostatski ionizaciju, ne može biti kvar poluvodiča tunela. Tijekom tog procesa će promijeniti otpor poluvodiča. To je reverzibilna, a čim se električno polje isključeno, svi procesi su vraćene.

Otpor i utjecaj ionizacije

U ovom slučaju, šupljine i elektroni ubrzavaju do testiranja slobodan put pod utjecajem jake električnog polja na vrijednosti koje pridonose ionizacije atoma i rupture jednog od kovalentne veze (primarnim ili nečistoća atom). ionizacija utjecaj javlja se poput lavine, a lavina pomnožite naboja. Tako su novonastale rupe i elektroni ubrzani od električne struje. Sadašnja vrijednost na konačni rezultat množi koeficijentom utjecaja ionizacije, što je broj elektrona rupa parova koji se formiraju na jednoj od staza segmenta naboj nosača. Razvoj ovog procesa na kraju dovodi do sloma poluvodiča lavine. Otpor poluvodiča također mijenja, ali, kao što je u slučaju kvara tunela, reverzibilna.

Korištenje poluvodiča u praksi

Posebnu važnost tih elemenata treba biti navedeno u računalnoj tehnologiji. Gotovo da i nema sumnje da ne bi bili zainteresirani za pitanje što je poluvodiči, ako ne i želja samostalno podići subjekt s njihovog korištenja. Nemoguće je zamisliti rad modernih hladnjaka, televizora, računalnih monitora bez poluvodiča. ne mogu bez njih, i napredni automobilski inženjering. Oni se također koriste u zrakoplovstvu i svemirske tehnologije. Razumjeti što poluvodiči su, koliko su oni važni? Naravno, ne možemo reći da je to samo bitni elementi naše civilizacije, ali podcjenjivati ih se ne isplati.

Korištenje poluvodiča u praksi, s obzirom na sve više i brojni čimbenici, među kojima je raširena od materijala iz kojih su izrađene, a jednostavnost obrade i dobila željeni rezultat, te drugih tehničkih značajki koje čine izbor znanstvenika koji su radili na elektroničke opreme, zaustavio ih.

zaključak

Istražili smo detaljno što poluvodiči, kako oni rade. Osnova njihovog otpora položio složene fizičke i kemijske procese. A možete primijetiti da činjenice ne daju, kako je opisano u članku u potpunosti shvatiti da takve poluvodiči, iz jednostavnog razloga što je znanost još nije ni studirao osobitosti svoga rada do kraja. Ali mi znamo svoja osnovna svojstva i osobine koje nam omogućavaju da ih u praksi. Dakle, možete tražiti materijale i poluvodiča eksperimentirati s njima, biti oprezan. Tko zna, možda ti sna veliki istraživač?!