یک نیمه هادی چیست؟ نیمه هادی مقاومت

یک ماده نیمه هادی چیست؟ به ویژگی های آن چیست؟ فیزیک نیمه هادی ها چیست؟ همانطور که آنها ساخته شده اند؟ هدایت نیمه هادی چیست؟ ویژگی های فیزیکی آنها دارای چه هستند؟

از نیمه هادی ها چیست؟

این اشاره به بلورین مواد که الکتریسیته را هدایت نه چندان خوب، به عنوان انجام فلزات. با این حال این رقم بهتر از عایق می باشد. این ویژگی با توجه به تعداد حامل های تلفن همراه می باشد. اگر ما در نظر، به طور کلی، وجود دارد وابستگی قوی به هسته وجود دارد. با این حال، زمانی که در یک هادی چند اتم اداره می شود، به عنوان مثال، آنتیموان، که دارای بیش از الکترون، این موقعیت درست خواهد شد. هنگام استفاده از ایندیم عناصر با بار مثبت آماده شده است. دستگاه های خاص، که ممکن است افزایش، بلوک و یا عبور یک جریان فقط در یک جهت - همه این خواص به طور گسترده ای در ترانزیستورها استفاده می شود. اگر ما در نظر عنصر NPN نوع، می توان آن بطور قابل توجهی مشاهده نقش است که به ویژه در انتقال سیگنال های ضعیف مهم تقویت می کند.

ویژگی های طراحی که الکتریکی نیمه هادی

هادی یک مقدار زیادی از الکترون های آزاد. مقره آنها به سختی بودند را داشته باشد. نیمه هادی ها و نیز حاوی مقدار مشخصی از الکترون های آزاد و عبور با بار مثبت، که آماده پذیرش ذرات آزاد می شود. و از همه مهمتر - همه آنها انجام یک جریان الکتریکی. در نظر گرفته شده که قبلا NPN نوع ترانزیستور - امکان پذیر نیست عنصر نیمه هادی تک. بنابراین، بیشتر PNP-ترانزیستور و دیود وجود دارد.

اگر ما در مورد آخرین کوتاه صحبت می کنید، آن را یک عنصر که می تواند سیگنال فقط در یک جهت انتقال است. همچنین، دیود می AC به DC تبدیل کنید. مکانیسم این تحول چیست؟ و چرا از آن فقط در یک جهت حرکت می کند؟ صرف نظر از است که در آن در حال حاضر، الکترونها و شکاف ممکن است یا پراکنده، و یا رفتن به جلو وجود دارد. در مورد اول به دلیل افزایش عرضه خوراک فاصله قطع شده است، و در نتیجه حمل تنها در یک جهت منتقل ولتاژ منفی، یعنی هدایت نیمه هادی یک طرفه است. پس از همه، در حال حاضر می تواند انتقال داده تنها در صورتی که ذرات تشکیل دهنده نزدیک شده. و این ممکن است تنها در صورتی که منبع جریان از یک طرف. این نوع نیمه هادی ها وجود دارند و در حال حاضر استفاده می شود.

ساختار باند

خواص الکتریکی و نوری از هادی مرتبط با این واقعیت است که، در هنگام پر کردن سطوح انرژی الکترون ها از حالات ممکن از باند گپ جدا شده است. ویژگی های او چیست؟ واقعیت این است که هیچ سطح انرژی باند گپ وجود دارد. با ناخالصی و مشکلات ساختاری می توان آن را تغییر داد. گروه کامل عالی است که به نام ظرفیت. به دنبال یک قطعنامه، اما خالی است. آن را به نام باند هدایت. فیزیک نیمه هادی ها - یک موضوع بسیار جالب و در چارچوب مقاله آن را به خوبی پوشش داده است.

دولت از الکترون

با استفاده از مفاهیم مانند تعداد از گروه مجاز و شبه شتاب. ساختار توسط پراکندگی اول تعیین می شود. او می گوید که در تاثیر آن بر وابستگی به انرژی از quasimomentum. بنابراین، اگر نوار ظرفیت به طور کامل توسط الکترونهای (که حامل بار در یک نیمه هادی) پر شده است، ما می گویند که هیچ تحریک ابتدایی وجود دارد. اگر به هر دلیلی، ذرات هستند، به این معنی است که یک شبه ذرات با بار مثبت وجود دارد - تصویب و یا سوراخ. آنها حامل های بار در نیمه هادی ها در باند ظرفیت هستند.

منطقه منحط

نوار ظرفیت در یک هادی معمولی منحط شش برابر است. این است که به استثنای تعامل اسپین-مدار و تنها زمانی که حرکت کریستال صفر است. می توان آن را تحت شرایط یکسان برای گروه منحط مضاعف و چهار برابر گردند. فاصله انرژی بین آنها است انرژی از تقسیم اسپین-مدار نامیده می شود.

ناخالصی و مشکلات در نیمه هادی ها

آنها می توانند الکتریکی غیر فعال و یا فعال است. با استفاده از اولین اجازه می دهد تا شما را به نیمه هادی ها در گرفتن بار مثبت یا منفی، که می تواند با ظهور یک سوراخ در باند ظرفیت و یا یک الکترون در باند هدایت را جبران کند. ناخالصی غیر فعال خنثی هستند، و آنها نفوذ نسبتا کمی بر روی خواص الکترونی. علاوه بر این، اغلب می تواند از اهمیت ظرفیت که دارای اتم که در بخشی از فرایند انتقال بار، و ساختار است شبکه کریستالی.

بسته به نوع و میزان ناخالصی ممکن است تغییر کند و نسبت بین تعداد حفره و الکترون. بنابراین، مواد نیمه هادی باید همیشه با دقت انتخاب شده برای دستیابی به نتیجه مورد نظر. این است که با تعداد زیادی از محاسبات، و پس از آن آزمایش قبل. ذرات که بیشتر به نام حامل های اکثریت، اقلیت هستند.

معرفی دوز بندی ناخالصی ها را به دستگاه نیمه هادی اجازه می دهد تا برای به دست آوردن خواص مورد نظر. نقص در نیمه هادی ها نیز ممکن است به شرایط الکتریکی غیر فعال و یا فعال باشد. در اینجا است که دررفتگی، اتم بینابینی و یک جای خالی است. هادی مایع و noncrystalline واکنش نشان می دهند ناخالصی متفاوت از کریستالی. فقدان یک ساختار سفت و سخت در نهایت در چه اتم منتقل ظرفیت های مختلف بدست می آورد می شود. این متفاوت است از یک که با آن در اصل آکنده از روحیه روابط خود خواهد بود. اتم های بی ثمر می شود به و یا ضمیمه الکترون میباشد. در چنین حالتی، آن غیر فعال می شود و در نتیجه، نیمه هادی ناخالصی دارند شانس بیشتری از شکست. این امر منجر به این واقعیت است که غیر ممکن است برای تغییر نوع هدایت از طریق دوپینگ و برای ایجاد، برای مثال، P-N-محل اتصال.

برخی نیمه هادی آمورف می توانید خواص الکترونیکی خود را تحت تاثیر دوپینگ را تغییر دهید. اما آنها را از رفتار به میزان کمتری نسبت به کریستالی. حساسیت به دوپینگ عناصر آمورف را می توان با پردازش بهبود یافته است. در نهایت، لازم به ذکر است که با توجه به کار نیمه هادی ناخالصی طولانی و سخت با این حال ارائه تعدادی از ویژگی های با نتایج خوب است.

آمار الکترون ها در نیمه هادی

که در صورت وجود تعادل ترمودینامیکی، تعداد حفره ها و الکترون ها به طور انحصاری توسط درجه حرارت از پارامترهای ساختار نواری و غلظت ناخالصی الکتریکی فعال تعیین می شود. هنگامی که نسبت محاسبه شده است، اعتقاد بر این است که برخی از ذرات در باند هدایت (در سطح پذیرنده یا دهنده) باشد. همچنین در نظر گرفته شود این واقعیت است که بخش می توانید قلمرو ظرفیت را ترک، و شکاف وجود دارد تشکیل شده است.

رسانایی

در نیمه هادی ها، الکترون ها علاوه بر به عنوان حامل های بار می توانید انجام و یونهای. اما هدایت الکتریکی خود را در بسیاری از موارد قابل اغماض است. تنها superprovodniki یونی می توانید یک استثنا شود. نیمه هادی ها سه اصلی مکانیسم انتقال الکترون:

1. منطقه اصلی. در این مورد، الکترون در حرکت با توجه به تغییر از انرژی خود را در یک منطقه مجاز است.
2. رقص حمل و نقل از کشورهای ترجمه شده است.
3. پولارون.

اکسایتون

سوراخ و الکترون ممکن است یک حالت مقید تشکیل می دهد. آن را به نام Wannier-مات. در این مورد انرژی فوتون، که مربوط به لبه جذب می افتد در اندازه رزولوشن جفت. با کافی شدت نور در نیمه هادی ها می توانید مقدار قابل توجهی از اکسیتونها تشکیل می دهد. با افزایش غلظت متراکم و به شکل مایع الکترون-حفره است.

سطح نیمه هادی

این کلمات نشان می دهد چند لایه اتمی، که در نزدیکی مرز دستگاه قرار دارد. خواص سطحی متفاوت از فله. حضور این لایه می شکند تقارن ترجمه از کریستال. این امر منجر به اصطلاح سطح و polaritons. در حال توسعه موضوع دوم، باید بیشتر به و در مورد چرخش و امواج ارتعاشی است. به دلیل فعالیت شیمیایی آن پنهان لایه سطحی میکروسکوپی خارج از اتمها یا مولکول که از محیط جذب شده است. آنها همچنین خواص چند لایه اتمی تعیین می کند. خوشبختانه، ایجاد تکنولوژی خلاء فوق العاده بالا، که در آن قطعات نیمهرسانا هستند، اجازه می دهد تا برای به دست آوردن و حفظ برای چند ساعت، سطح تمیز، که مثبت بر کیفیت محصولات.

نیمه هادی. دما مقاومت را تحت تاثیر قرار

هنگامی که دمای فلز افزایش و مقاومت آنها را افزایش می دهد. با نیمه هادی ها، این قضیه صادق است - تحت شرایط مشابه، این گزینه آنها کاهش خواهد یافت. نکته در اینجا این است که رسانایی الکتریکی در هر گونه مواد (و این ویژگی معکوس متناسب با مقاومت) بستگی دارد که آیا به اتهام حمل فعلی، در سرعت حرکت در میدان الکتریکی، و از تعداد آنها در واحد حجم از مواد است.

عناصر نیمه هادی را افزایش می دهد به عنوان درجه حرارت غلظت ذرات را افزایش می دهد، در نتیجه افزایش هدایت حرارتی و مقاومت کاهش می یابد. شما می توانید این را در حضور فیزیکدان ساده مجموعه ای جوان و مواد لازم را بررسی کنید - سیلیکون یا ژرمانیم، همچنین می تواند گرفته شده و ساخته شده از یک نیمه هادی است. افزایش درجه حرارت مقاومت آنها را کاهش دهد. برای بررسی این، شما نیاز به سهام تا در اندازه گیری و ابزار است که تمام تغییرات را ببینید. به طور کلی این مورد. بیایید نگاهی به یک زن و شوهر از ادامه خاص نگاه کنید.

مقاومت و یونیزاسیون الکترواستاتیک

این به خاطر این تونل زنی الکترون عبور از یک مانع بسیار باریک فراهم می کند که حدود یک صدم میکرومتر است. این است که بین لبه های نوارهای انرژی واقع شده است. ظاهر آن تنها زمانی ممکن است که خم شدن نوارهای انرژی، که تنها تحت تاثیر یک میدان الکتریکی قوی رخ می دهد. هنگامی که تونل زنی رخ می دهد (که یک اثر مکانیک کوانتومی است)، الکترون عبور از سد پتانسیل باریک است، و آن را انرژی خود را تغییر دهید. این مستلزم افزایش در غلظت حامل های بار و در هر دو منطقه دارد: هدایت و ظرفیت. اگر این روند به توسعه یونیزاسیون الکترواستاتیک، می تواند یک شکست از تونل های نیمه هادی وجود دارد. در طی این فرآیند آن را به مقاومت در برابر از نیمه هادی را تغییر دهید. این برگشت پذیر، و به زودی به عنوان میدان الکتریکی خاموش است، تمام فرآیندهای در حال بازسازی است.

مقاومت و تاثیر یونیزاسیون

در این مورد، حفره ها و الکترون ها شتاب تا مسیر آزاد تست شده تحت تاثیر یک میدان الکتریکی قوی به ارزش هایی که به یونیزاسیون اتم ها و پارگی یکی از پیوندهای کووالانسی (اولیه یا اتم ناخالصی) کمک می کند. یونیزاسیون ضربه مثل یک بهمن رخ می دهد و آن را بهمن حامل های بار ضرب. بنابراین سوراخ به تازگی ایجاد شده و الکترونها شتاب توسط جریان الکتریکی است. ارزش فعلی را در نتیجه نهایی است که توسط یک ضریب یونیزاسیون ضربه، است که در آن تعداد جفت الکترون حفره هایی که روی یکی از بخش مسیر حامل بار تشکیل ضرب شده است. توسعه این روند در نهایت به شکست نیمه هادی بهمن منجر می شود. مقاومت نیمه هادی ها نیز در حال تغییر است، اما، همانطور که در صورت شکست تونل، برگشت پذیر است.

استفاده از نیمه هادی ها در عمل

اهمیت ویژه این عناصر باید در تکنولوژی کامپیوتر اشاره کرد. تقریبا شکی نیست که شما نخواهد بود علاقه مند در این سوال که چه نیمه هادی ها است، اگر نه میل به طور مستقل بالا بردن موضوع با استفاده از آنها. این غیر ممکن است تصور کنید که کار از یخچال و فریزر مدرن، تلویزیون، مانیتور کامپیوتر بدون نیمه هادی ها. نمی توانید بدون آنها انجام دهید، و مهندسی پیشرفته خودرو. آنها همچنین در حمل و نقل هوایی و فضای فن آوری استفاده می شود. درک آنچه نیمه هادی هستند، چقدر مهم هستند؟ البته، ما نمی توانیم بگوییم که آن را تنها عناصر ضروری از تمدن ما است، بلکه دست کم گرفتن آنها با ارزش است نه.

استفاده از نیمه هادی ها در عمل، با توجه به بیشتر و تعدادی از عوامل، در میان آنها گسترده از مواد از آنها ساخته شده است، و سهولت پردازش و برای به دست آوردن نتیجه مورد نظر، و دیگر ویژگی های فنی است که به انتخاب از دانشمندانی که بر روی تجهیزات الکترونیکی کار می کرد، آنها متوقف شد.

نتیجه

ما در جزئیات آنچه نیمه هادی ها، چگونه کار می کنند مورد بررسی قرار. اساس مقاومت آنها در برابر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی پیچیده گذاشته شد. و شما می توانید متوجه است که حقایق را نمی دهد همانطور که در مقاله به طور کامل درک که چنین نیمه هادی ها، به این دلیل ساده که علم کرده است و حتی خصوصیات کار خود را به پایان مطالعه نشده است. اما ما خواص اولیه خود و ویژگی ها، که به ما اجازه آنها را به عمل مطمئن شوید. بنابراین، شما می توانید برای مواد و نیمه هادی ها جستجو برای آزمایش با آنها، مراقب باشید. چه کسی می داند، شاید در شما خواب محقق بزرگ؟!