Mikä on puolijohde? vastus puolijohde

Mikä on puolijohdemateriaalille? Mitkä ovat sen ominaisuudet? Mikä on fysiikan puolijohteiden? Koska ne on rakennettu? Mikä on johtavuus puolijohteiden? Mitkä ovat fyysiset ominaisuudet, heillä?

Mikä on nimeltään puolijohteita?

Se viittaa kiteiseen materiaaleja, jotka eivät johda sähköä niin hyvin, samoin kuin metalleja. Silti tämä luku on parempi kuin ovat eristeitä. Nämä ominaisuudet johtuvat määrä operaattoreiden. Jos ajatellaan yleisesti, on olemassa vahva kiinnitys ytimeksi. Kuitenkin, kun niitä annetaan johtimen useita atomeja, esimerkiksi antimoni, joka on ylimäärä elektroneja, tämä asema korjataan. Kun käytetään indium valmistettu elementtien positiivinen varaus. Kaikki nämä ominaisuudet ovat laajalti käytössä transistorit - erikoislaitteita, jotka voivat parantaa, estää tai kulkea virtaa vain yhteen suuntaan. Jos ajatellaan NPN-tyypin elementti, se voidaan havaita vahvistaa huomattavasti rooli, joka on erityisen tärkeää lähetyksen heikkojen signaalien.

Rakenteellisia ominaisuuksia, joilla on sähköä puolijohteita

Johtimet on paljon vapaita elektroneja. Eristeet he olivat tuskin on. Puolijohteiden ja myös sisältää tietyn määrän vapaita elektroneja ja kulkee kanssa on positiivinen varaus, joka on valmis hyväksymään vapautunut hiukkasia. Ja mikä tärkeintä - ne kaikki suorittaa sähkövirta. Pidetään aiemmin NPN-transistorin - ei ole mahdollista yhden puolijohde-elementin. Niin, on enemmän PNP-transistorit ja diodit.

Jos puhumme viime lyhyt, se on tekijä, joka voi lähettää signaaleja vain yhteen suuntaan. Myös, diodi voi muuntaa AC-DC. Mikä on mekanismi tämän muutoksen? Ja miksi se liikkuu vain yhteen suuntaan? Riippumatta siitä, missä on nykyisen, elektronit ja aukot voivat tai hajottaa, tai mennä eteenpäin. Ensimmäisessä tapauksessa, mikä johtuu lisääntyneestä etäisyys syöttö katkeaa, ja sen vuoksi lähetetään kantajia negatiivinen jännite vain yhteen suuntaan, eli johtavuus puolijohteiden on yksipuolinen. Kun kaikki nykyinen voidaan lähettää vain, jos ainesosa, partikkelit ovat lähellä. Ja tämä on mahdollista vain, jos virransyöttö toisaalta. Nämä ovat eri puolijohteiden olemassa ja niitä käytetään tällä hetkellä.

vyörakenne

Sähköiset ja optiset ominaisuudet johtimien joka liittyy siihen tosiasiaan, että kun täyttö energiatasot elektronien erotetaan mahdolliset tilat bandgap. Mitkä ovat hänen ominaisuuksia? Se, että ei ole olemassa bandgap energian tasoilla. Epäpuhtauksien ja rakenteellisia vikoja sitä voidaan muuttaa. Korkeammat täysi bändi on nimeltään valenssi. Anneta päätöslauselmaa, mutta tyhjä. Sitä kutsutaan johtuminen bändi. Fysiikka puolijohteiden - erittäin mielenkiintoinen aihe, ja osana artikkelin on hyvin katettu.

tila elektronien

Se käyttää käsitteitä kuten numero sallittu kaistan ja kvasi-vauhtia. Rakenne määritetään ensimmäisestä dispersiosta. Hän sanoo, että se vaikuttaa energiariippuvuuden quasimomentum. Näin ollen, jos valenssivyöstä on kokonaan täytetty elektronit (joka kuljettaa vuoteita puolijohde), me sanoa, että ei ole olemassa ala-herätteitä. Jos jostain syystä, hiukkaset eivät ole, se tarkoittaa, että on positiivisesti varautunut quasiparticle - siirtää tai reikä. Ne ovat maksu harjoittajien puolijohteissa valenssivyöstä.

degeneroitunut alue

Valenssivyöstä tyypillisessä johdin on kuusinkertaisesti degeneroitunut. Tämä on ilman spin-rata vuorovaikutusta ja vain silloin, kun Crystal vauhti on nolla. Se voidaan lohkaista samoissa edellytys kaksinkertaisesti ja nelinkertaisesti degeneroitunut bändi. Energia niiden välistä etäisyyttä kutsutaan energia spin-rata halkaisu.

Epäpuhtauksia ja vikoja puolijohteissa

Ne voivat olla sähköisesti inaktiivinen tai aktiivinen. Käyttäen ensimmäistä avulla saat puolijohteissa positiivinen tai negatiivinen varaus, joka voidaan kompensoida syntymistä reikä valenssivyöstä tai elektroneja johtuminen bändi. Toimeton epäpuhtaudet ovat neutraaleja, ja niillä on suhteellisen vähän vaikutusta elektroniset ominaisuudet. Lisäksi, se voi usein olla merkitystä on valenssi, joka on atomeja, jotka osallistuvat varauksen siirto prosessi, ja rakenne kidehilan.

Riippuen ja epäpuhtauksien määrä voi muuttua ja suhde reikien lukumäärä ja elektroneja. Näin ollen, puolijohde tulisi aina valita huolellisesti, jotta saavutetaan haluttu tulos. Tämä edeltää useita laskelmia, ja sen jälkeen kokeet. Hiukkasia, että useimmat nimeltään enemmistö harjoittajat ovat vähemmistönä.

Annosteltu käyttöönotto epäpuhtauksia puolijohdelaite voidaan saada halutut ominaisuudet. Viat Semiconductors voi myös olla aktiivinen tai aktiivinen sähkö- kunnossa. Tärkeää tässä on sijoiltaan, interstitiaalinen atomi ja vapautuneen. Nesteen ja ei-kiteistä johtimet reagoivat epäpuhtaudet eri tavalla kuin kiteinen. Puute jäykkä rakenne johtaa lopulta mitä siirretään atomi hankkii eri valenssi. Se on erilainen kuin se, jonka kanssa se oli alun perin ujuttaa siteitään. Atomi muuttuu kannattamattomaksi antaa tai liittää elektronin. Tällaisessa tapauksessa, siitä tulee aktiivinen ja siksi epäpuhtauden puolijohteet on paremmat mahdollisuudet epäonnistumisen. Tämä johtaa siihen, että on mahdotonta muuttaa johtavuustyypin dopingiinkaan ja luoda, esimerkiksi, p-n-liitoksen.

Jotkut amorfinen puolijohteet voivat muuttaa sähköisiä ominaisuuksia vaikutuksen alaisena dopingin. Mutta se käsittelee niitä paljon vähäisemmässä määrin kuin kiteistä. Herkkyys doping amorfista elementtejä voidaan parantaa käsittelemällä. Viime kädessä on syytä mainita, että pitkistä ja kovaa työtä epäpuhtaus puolijohteet kuitenkin esittelee useita piirteitä hyvin tuloksin.

Tilastot elektronien puolijohde

Kun on termodynaaminen tasapaino, reikien lukumäärä ja elektronien määräytyy yksinomaan lämpötila vyörakenne parametrit ja pitoisuus sähköisesti aktiivisten epäpuhtauksien. Kun suhde lasketaan, uskotaan, että jotkut hiukkasista tulee olemaan johtuminen bändi (akseptori tai luovuttaja taso). On myös otettu huomioon se, että osa voi poistua alueelta valenssi, ja on muodostettu aukkoja.

johtokyky

Puolijohteissa lisäksi elektroneja varauksenkuljettajina voi suorittaa ja ioneja. Mutta niiden sähkönjohtavuus useimmiten merkityksetön. Ainoa ioninen superprovodniki voi aiheuttaa poikkeuksen. Puolijohteet ovat kolme tärkeintä elektroninsiirtomekanismia:

1. Pääalueella. Tässä tapauksessa elektronien liikkeen muutoksen vuoksi sen energiaa sisällä sallitulla alueella.
2. Hyppii kuljetusta lokalisoitu toteaa.
3. Polaroniksi.

exciton

Reikä ja elektroni voi muodostaa sidottu tila. Sitä kutsutaan Wannier-Mott. Tässä tapauksessa fotonin energia, joka vastaa imeytymistä reuna osuu suuruudesta kytkimen resoluutio. Kanssa riittävä valon voimakkuus puolijohteiden voi muodostaa merkittävän määrän eksitonien. Kanssa niiden pitoisuuden suurentaminen tiivistetään ja muodostavat elektroni-aukko neste.

Pinta puolijohde

Nämä sanat osoittavat useita atomikerrosta, jotka sijaitsevat lähellä rajaa laitteen. Pintaominaisuudet eri massasta. Jos näitä kerrosten rikkoo translaation symmetriaa kristalli. Tämä johtaa ns pintatilojen ja polaritons. Kehittää teema jälkimmäisen pitäisi olla enemmän kerrottavaa ja noin spin ja värähtelyjen aaltoja. Sen kemiallisen aktiivisuuden piilossa mikroskooppinen pintakerros ulkopuolella molekyylien tai atomien, jotka on adsorboitu ympäristöstä. Ne määräävät myös ominaisuuksia muutaman atomin kerrokset. Onneksi luominen ultra-high tyhjiö tekniikkaa, jotka ovat puolijohdekomponentit, voidaan saada ja ylläpitää useita tunteja, puhdas pinta, joka vaikuttaa positiivisesti tuotteiden laatua.

Semiconductor. Lämpötila vaikuttaa vastus

Kun metallin lämpötila nousee, ja lisää niiden kestävyys. Puolijohteet, tilanne on päinvastainen - samoin edellytyksin, tämän vaihtoehdon he laskevat. Kohta on, että sähkönjohtavuus tahansa materiaalia (ja tämä ominaisuus kääntäen verrannollinen vastuksen) riippuu siitä, onko latausvirta kantajia ovat, on liikkeen nopeus sähkökentässä, ja niiden määrä yksikössä määrän materiaalia.

Puolijohde-elementit kasvaa, kun lämpötila nousee hiukkasten pitoisuus, mikä lisää lämmönjohtavuutta ja vastus vähenee. Voit tarkistaa tämän läsnäollessa yksinkertaisia nuorten fyysikko ja tarvittavan materiaalin - pii tai germanium, voidaan myös ottaa ja valmistettu puolijohde niistä. Lämpötilan nousu vähentää niiden vastustuskyky. Tämän varmistamiseksi sinun täytyy varastoida mittauslaitteiden näkevät kaikki muutokset. Tämä yleensä tapahtuu. Katsotaanpa pari erityisten suoritusmuotojen.

Vastus ja sähköstaattinen ionisaatiota

Tämä johtuu tunnelointi elektroneja läpi hyvin kapea este, joka antaa noin sadasosa mikrometriluokkaa. Se sijaitsee reunojen väliin energian bändejä. Sen ulkonäkö on mahdollista vain, kun taivutus energia bändejä, joka esiintyy vain vaikutuksen alaisena voimakkaan sähkökentän. Kerran tunnelointi tapahtuu (joka on kvantti mekaaninen vaikutus), elektronit läpi esteeksi on kapea, ja se ei muuta energiaa. Tämä merkitsee pitoisuuden nousu varauksenkuljettajien, ja sekä vyöhykkeeseen: johtuminen ja valenssi. Jos prosessi on kehittää sähköstaattisen ionisaatio, siellä voi olla erittely puolijohde tunnelin. Tämän prosessin aikana se muuttaa vastus puolijohde. Se on palautuva, ja heti kun sähkökenttä on sammutettu, kaikki prosessit on palautettu.

Resistance ja iskuionisaatiolla

Tässä tapauksessa, reiät ja elektronit kiihdytetään, kunnes testataan vapaa polku vaikutuksen alaisena voimakkaan sähkökentän arvoja, jotka edistävät ionisaatio-atomia, ja repeämä yhden kovalenttisten sidosten (ensisijainen tai epäpuhtaus atomi). Iskuionisaatiolla tapahtuu lumivyöryn tavoin ja se lumivyöry lisääntyvät varauksenkuljettajien. Siten äskettäin aukkojen ja elektronien kiihdytetään sähkövirta. Nykyinen arvo lopullinen tulos kerrotaan kertoimella iskuionisaatiolle, joka on määrä elektroni-aukko-pareja, jotka on muodostettu yksi varauksen kantaja Reittisegmentin. Kehittämistä tämän prosessin johtaa lopulta puolijohde vyöryläpilyöntiä. Vastus Puolijohteiden on myös muuttumassa, mutta, kuten tapauksessa tunnelin jakautuminen, palautuvia.

Käyttöä puolijohteiden käytännössä

Erityistä merkitystä näiden elementtien syytä huomata tietotekniikkaa. Lähes epäilemättä et olisi kiinnostunut kysymykseen, mikä on puolijohteita, ellei halua itsenäisesti esille aiheen niiden käyttöön. On mahdotonta kuvitella työtä nykyaikaisen jääkaappien, televisioiden, tietokoneiden näytöt ilman puolijohteita. Ei voi tehdä ilman niitä, ja kehittynyt autotekniikan. Niitä käytetään myös ilmailu- ja avaruusteknologian. Ymmärtää, mitä puolijohteet ovat, miten tärkeitä ne ovat? Tietenkään emme voi sanoa, että se on ainoastaan keskeiset sivilisaatiomme, mutta myös aliarvioida niitä ei kannata.

Käyttöä puolijohteiden käytännössä johtuen yhä useista tekijöistä, muun muassa laajaa materiaalien, joista ne on tehty, ja helppous käsittely ja halutun tuloksen, ja muut tekniset ominaisuudet, jotka tekevät valinnan tiedemiehiä, jotka työskentelivät elektroniikkalaitteita, estänyt heitä.

johtopäätös

Olemme tutkineet tarkkaan, mitä puolijohteiden, miten ne toimivat. Ottaen huomioon niiden vastustuskyky säädetyn monimutkaisia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja. Ja voit huomata, että tosiasiat eivät anna artiklassa kuvatut täysin ymmärtää, että tällainen puolijohteet, siitä yksinkertaisesta syystä, että tiede ei ole edes tutkinut omituisuuksia työnsä loppuun. Mutta tiedämme niiden perusominaisuudet ja ominaispiirteet, joiden avulla voimme toteuttaa niitä käytännössä. Siksi voit etsiä materiaalien ja puolijohteiden kokeilla niitä varoen. Kuka tietää, ehkä te uinua loistava tutkija?!