Vifaa vya semiconductor, ambavyo vina idadi ya mali ambayo hufanya matumizi yao kuwa bora kwa vifaa vya utupu, vinazidi kutumika katika teknolojia ya elektroniki. Katika miaka ya hivi karibuni, inayojulikana na maendeleo katika umeme wa semiconductor, vifaa kulingana na kanuni mpya za kimwili zimetengenezwa.
Semiconductors ni pamoja na vipengele vingi vya kemikali, kama vile silicon, germanium, indium, fosforasi, nk, oksidi nyingi, sulfidi, selenidi na tellurides, aloi kadhaa, na idadi ya madini. Kulingana na msomi A.F. Ioffe, "semiconductors ni karibu ulimwengu mzima wa isokaboni unaotuzunguka."
Semiconductors ni fuwele, amorphous na kioevu. Katika teknolojia ya semiconductor, semiconductors tu za fuwele hutumiwa (fuwele moja na uchafu wa si zaidi ya atomi moja ya uchafu kwa atomi 1010 za dutu kuu). Kwa kawaida, semiconductors ni pamoja na vitu ambavyo, kwa suala la conductivity ya umeme, huchukua nafasi ya kati kati ya metali na dielectrics (kwa hiyo asili ya jina lao). Kwa joto la kawaida, conductivity yao maalum ya umeme inatoka 10-8 hadi 105 S / m (kwa metali - 106-108 S / m, kwa dielectrics - 10-8-10-13 S / m). Kipengele kikuu cha semiconductors ni ongezeko la conductivity ya umeme na joto la kuongezeka (kwa metali huanguka). Conductivity ya umeme ya semiconductors inategemea kwa kiasi kikubwa juu ya mvuto wa nje: inapokanzwa, irradiation, mashamba ya umeme na magnetic, shinikizo, kuongeza kasi, pamoja na maudhui ya hata kiasi kidogo cha uchafu. Sifa za semiconductors zinaelezewa vizuri kwa kutumia nadharia ya bendi ya vitu vikali.
Atomi za dutu zote zinajumuisha kiini na elektroni zinazotembea katika obiti iliyofungwa karibu na kiini. Elektroni katika atomi huwekwa katika makundi. Semiconductors kuu zinazotumiwa kuunda vifaa vya semiconductor - silicon na germanium - zina kimiani ya kioo ya tetrahedral (ina sura ya piramidi ya kawaida ya triangular) (Mchoro 16.1). Makadirio ya muundo wa Ge kwenye ndege yanaonyeshwa kwenye Mtini. 16.2. Kila elektroni ya valence, yaani, elektroni iko kwenye shell ya nje, isiyojazwa, ya atomi, katika kioo sio yake tu, bali pia kwa kiini cha atomi ya jirani. Atomi zote katika kimiani kioo ziko katika umbali sawa kutoka kwa kila mmoja na ni kushikamana na vifungo covalent (kifungo kati ya jozi ya elektroni valence ya atomi mbili inaitwa covalent; ni inavyoonekana katika Mtini. 16.2 kwa mistari miwili). Viunganisho hivi vina nguvu; Ili kuzivunja, unahitaji kutumia nishati kutoka nje.
Nishati ya elektroni W ni ya kipekee, au imehesabiwa, kwa hivyo elektroni inaweza tu kusonga kwenye obiti inayolingana na nishati yake. Thamani zinazowezekana za nishati ya elektroni zinaweza kuwakilishwa kwenye mchoro na viwango vya nishati (Mchoro 16.3). Kadiri obiti inavyokuwa mbali zaidi kutoka kwa kiini, ndivyo nishati ya elektroni inavyoongezeka na kiwango chake cha nishati kinaongezeka. Viwango vya nishati vinatenganishwa na kanda II, sambamba na nishati iliyokatazwa kwa elektroni (kanda zilizokatazwa). Kwa kuwa atomi za jirani katika imara ni karibu sana kwa kila mmoja, hii inasababisha kuhama na kugawanyika kwa viwango vya nishati, na kusababisha kuundwa kwa bendi za nishati zinazoitwa bendi zinazoruhusiwa (I, III, IV katika Mchoro 16.3). Upana wa bendi zinazoruhusiwa ni kawaida volts kadhaa za elektroni. Katika bendi ya nishati, idadi ya viwango vinavyoruhusiwa ni sawa na idadi ya atomi kwenye fuwele. Kila eneo linaloruhusiwa linachukua eneo fulani la nishati na lina sifa ya viwango vya chini na vya juu vya nishati, ambavyo huitwa chini na dari ya ukanda, kwa mtiririko huo.
Kanda zinazoruhusiwa ambazo hazina elektroni huitwa bure (I). Eneo la bure, ambalo hakuna elektroni kwa joto la 0 K, lakini kwa joto la juu linaweza kuwepo, linaitwa bendi ya uendeshaji.
Iko juu ya bendi ya valence (III) - sehemu ya juu ya bendi zilizojazwa ambazo viwango vyote vya nishati vinachukuliwa na elektroni kwa joto la 0 K.
Katika nadharia ya bendi, mgawanyiko wa vitu vikali katika metali, semiconductors, na vihami ni msingi wa pengo la bendi kati ya bendi za valence na conduction na kiwango cha kujaza kwa bendi za nishati zinazoruhusiwa (Mchoro 16.4). Pengo la bendi ΔWa linaitwa nishati ya kuwezesha ya conductivity ya ndani ya umeme. Kwa chuma ΔWa = 0 (Mchoro 16.4, a); kawaida, katika ΔWa ≤ 2 eV kioo ni semiconductor (Mchoro 16.4,6), katika ΔWa ≥ 2 eV ni dielectric (Mchoro 16.4, c). Kwa kuwa thamani ya ΔWa katika halvledare ni ndogo, inatosha kutoa nishati inayolingana na nishati ya mwendo wa joto kwa elektroni ili ihamie kutoka kwa bendi ya valence hadi bendi ya upitishaji. Hii inaelezea upekee wa semiconductors - ongezeko la conductivity ya umeme na joto la kuongezeka.
Conductivity ya umeme ya semiconductors. Conductivity ya ndani ya umeme. Ili dutu iwe na conductivity ya umeme, lazima iwe na flygbolag za malipo ya bure. Vibebaji vile vya malipo katika metali ni elektroni. Semiconductors ina elektroni na mashimo.
Hebu tuzingalie conductivity ya umeme ya semiconductors ya ndani (i-aina), yaani, vitu ambavyo havi na uchafu na hawana kasoro za kimuundo katika kimiani ya kioo (maeneo tupu, mabadiliko ya kimiani, nk) Kwa joto la 0 K, kuna hakuna flygbolag za malipo ya bure katika semiconductor vile. Hata hivyo, kwa kuongezeka kwa joto (au mvuto mwingine wa nishati, kama vile taa), baadhi ya vifungo vya covalent vinaweza kuvunjwa na elektroni za valence, kuwa huru, zinaweza kuondoka kutoka kwa atomi yao (Mchoro 16.5). Kupotea kwa elektroni hugeuza atomi kuwa ioni chanya. Katika vifungo, mahali ambapo elektroni ilikuwa, nafasi ya bure ("wazi") inaonekana - shimo. Malipo ya shimo ni chanya na kwa thamani kamili ni sawa na malipo ya elektroni.
Nafasi ya bure - shimo - inaweza kujazwa na elektroni ya valence ya atomi ya jirani, mahali ambapo shimo jipya linaundwa katika dhamana ya covalent, nk Kwa hiyo, wakati huo huo na harakati za elektroni za valence, mashimo pia yatasonga. Inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba katika kimiani kioo atomi ni "rigidly" fasta katika nodes. Kuondoka kwa elektroni kutoka kwa atomi husababisha ionization, na harakati inayofuata ya shimo inamaanisha ionization mbadala ya atomi "stationary". Ikiwa hakuna uwanja wa umeme, elektroni za upitishaji hupitia mwendo wa machafuko wa joto. Ikiwa semiconductor imewekwa kwenye uwanja wa nje wa umeme, basi elektroni na mashimo, kuendelea kushiriki katika mwendo wa joto wa machafuko, itaanza kusonga (drift) chini ya ushawishi wa shamba, ambayo itaunda sasa ya umeme. Katika kesi hii, elektroni husogea dhidi ya mwelekeo wa uwanja wa umeme, na mashimo, kama chaji chanya, husogea kuelekea uwanja. Conductivity ya umeme ya semiconductor kutokana na usumbufu wa vifungo vya covalent inaitwa conductivity ya ndani ya umeme.
Conductivity ya umeme ya semiconductors pia inaweza kuelezewa kwa kutumia nadharia ya bendi. Kwa mujibu wa hayo, viwango vyote vya nishati vya bendi ya valence kwa joto la 0 K vinachukuliwa na elektroni. Iwapo elektroni zitapewa nishati kutoka nje inayozidi nishati ya kuwezesha ΔWa, basi baadhi ya elektroni za valence zitahamia kwenye bendi ya upitishaji, ambapo zitakuwa huru, au elektroni za upitishaji. Kutokana na kuondoka kwa elektroni kutoka kwa bendi ya valence, mashimo hutengenezwa ndani yake, idadi ambayo, kwa kawaida, ni sawa na idadi ya elektroni ambazo zimeondoka. Mashimo yanaweza kuchukuliwa na elektroni ambazo nishati inalingana na nishati ya viwango vya bendi ya valence. Kwa hiyo, katika bendi ya valence, harakati za elektroni husababisha mashimo kuhamia kinyume chake. Ingawa elektroni huzunguka kwenye bendi ya valence, kwa kawaida ni rahisi zaidi kuzingatia harakati za mashimo.
Mchakato wa malezi ya jozi ya shimo la elektroni-uendeshaji wa conduction inaitwa kizazi cha wabebaji wa malipo (1 kwenye Mchoro 16.6). Tunaweza kusema kwamba conductivity ya ndani ya umeme ya semiconductor ni conductivity ya umeme inayosababishwa na kizazi cha jozi za mashimo ya elektroni ya upitishaji. Jozi zinazotokana na shimo la elektroni zinaweza kutoweka ikiwa shimo limejaa elektroni: elektroni itakuwa huru na itapoteza uwezo wa kusonga, na chaji chanya ya ziada ya ioni ya atomiki itabadilishwa. Katika kesi hii, shimo na elektroni hupotea wakati huo huo. Mchakato wa kuunganisha tena elektroni na shimo inaitwa recombination (2 katika Mchoro 16.6). Uunganishaji, kwa mujibu wa nadharia ya bendi, inaweza kuzingatiwa kama mpito wa elektroni kutoka kwa bendi ya upitishaji hadi mahali pa bure kwenye bendi ya valence. Kumbuka kuwa mpito wa elektroni kutoka kiwango cha juu cha nishati hadi cha chini hufuatana na kutolewa kwa nishati, ambayo hutolewa kwa namna ya quanta nyepesi (photons) au kuhamishiwa kwenye kimiani ya kioo kwa namna ya vibrations ya joto (fononi). ) Muda wa wastani wa maisha ya jozi ya wabebaji wa malipo huitwa maisha ya mtoa huduma. Umbali wa wastani ambao carrier wa malipo husafiri wakati wa maisha yake huitwa urefu wa kuenea kwa carrier wa malipo (Lр, - kwa mashimo, Ln - kwa elektroni).
Kwa joto la mara kwa mara (na kwa kutokuwepo kwa mvuto mwingine wa nje), kioo iko katika hali ya usawa: idadi ya jozi zinazozalishwa za flygbolag za malipo ni sawa na idadi ya jozi zilizounganishwa. Idadi ya flygbolag za malipo kwa kiasi cha kitengo, yaani mkusanyiko wao, huamua thamani ya conductivity maalum ya umeme. Kwa semiconductor ya ndani, mkusanyiko wa elektroni ni sawa na pi ya mkusanyiko wa shimo (ni = pi).
Uchafu wa conductivity ya umeme. Ikiwa uchafu huletwa kwenye semiconductor, pia itakuwa na uchafu pamoja na conductivity yake ya umeme. Uchafu wa conductivity ya umeme inaweza kuwa elektroniki au shimo. Kwa mfano, fikiria kesi wakati uchafu wa kipengele cha pentavalent, kwa mfano arseniki, huletwa kwenye germanium safi (kipengele cha tetravalent) (Mchoro 16.7, a). Atomu ya arseniki inaunganishwa kwenye kimiani ya fuwele ya germanium kwa vifungo vya ushirikiano. Lakini elektroni nne tu za valence za arseniki zinaweza kushiriki katika dhamana, na elektroni ya tano inageuka kuwa "ziada", chini ya kufungwa kwa nguvu kwa atomi ya arseniki. Ili kubomoa elektroni hii kutoka kwa atomi, nishati kidogo zaidi inahitajika, kwa hivyo tayari kwenye joto la kawaida inaweza kuwa elektroni ya upitishaji bila kuacha shimo kwenye dhamana shirikishi. Kwa hivyo, ioni ya uchafu yenye kushtakiwa vyema inaonekana kwenye tovuti ya kimiani ya kioo, na elektroni ya bure inaonekana kwenye kioo. Uchafu ambao atomi zao hutoa elektroni za bure huitwa wafadhili.
Katika Mtini. Mchoro 16.7b unaonyesha mchoro wa bendi ya nishati ya semiconductor yenye uchafu wa wafadhili. Katika pengo la bendi karibu na chini ya bendi ya upitishaji, kiwango cha nishati kinachoruhusiwa (uchafu, wafadhili) huundwa, ambayo elektroni "za ziada" ziko kwenye joto karibu na 0 K. Ili kuhamisha elektroni kutoka kwa kiwango cha uchafu hadi kwenye bendi ya uendeshaji inahitaji nishati kidogo kuliko kuhamisha elektroni kutoka kwa bendi ya valence. Umbali kutoka kwa kiwango cha wafadhili hadi chini ya bendi ya uendeshaji inaitwa nishati ya ionization (uanzishaji) ya wafadhili ΔWand.
Kuanzishwa kwa uchafu wa wafadhili kwenye semiconductor huongeza kwa kiasi kikubwa mkusanyiko wa elektroni za bure, wakati mkusanyiko wa shimo unabakia sawa na ulivyokuwa katika semiconductor ya asili. Katika semiconductor hiyo ya uchafu, conductivity ya umeme ni hasa kutokana na elektroni, inaitwa umeme, na semiconductors huitwa semiconductors ya aina ya n. Elektroni katika semiconductors za aina ya n ni wabebaji wengi wa malipo (mkusanyiko wao ni wa juu), na mashimo ni wabebaji wachache.
Ikiwa uchafu wa kipengele cha trivalent (kwa mfano, indium) huletwa kwenye germanium, basi elektroni moja haitoshi kwa indium kuunda kifungo cha covalent cha elektroni nane na germanium. Muunganisho mmoja utasalia tupu. Kwa ongezeko kidogo la joto, elektroni kutoka kwa atomi ya jirani ya germanium inaweza kuhamia kwenye dhamana isiyojazwa ya valence, na kuacha shimo mahali pake (Mchoro 16.8, a), ambayo inaweza pia kujazwa na elektroni, nk. shimo inaonekana kusonga kwenye semiconductor. Atomi ya uchafu inageuka kuwa ioni hasi. Uchafu ambao atomi, wakati wa msisimko, zina uwezo wa kukubali elektroni za valence kutoka kwa atomi za jirani, na kuunda shimo ndani yao, huitwa wapokeaji au wakubali.
Katika Mtini. Mchoro 16.8b unaonyesha mchoro wa bendi za nishati za semicondukta yenye uchafu wa kikubali. Kiwango cha nishati ya uchafu (kipokezi) huundwa kwenye pengo la bendi karibu na sehemu ya juu ya bendi ya valence. Kwa joto karibu na 0 K, kiwango hiki ni cha bure; kwa kuongezeka kwa joto, inaweza kuchukuliwa na elektroni kwenye bendi ya valence, ambayo shimo hutengenezwa baada ya kuondoka kwa elektroni. Umbali kutoka juu ya bendi ya valence hadi kiwango cha kukubali inaitwa nishati ya ionization (uwezeshaji) ya wapokeaji ΔWA. Kuanzishwa kwa uchafu wa kikubali kwenye semiconductor huongeza kwa kiasi kikubwa mkusanyiko wa shimo, wakati mkusanyiko wa elektroni unabaki sawa na ulivyokuwa katika semiconductor ya asili. Katika semiconductor hii ya uchafu, conductivity ya umeme ni hasa kutokana na mashimo, inaitwa shimo conductivity, na semiconductors huitwa p-aina ya semiconductors. Kwa semiconductor ya aina ya p, mashimo ni wabebaji wengi wa malipo, na elektroni ni wabebaji wa malipo ya wachache.
Katika semiconductors ya uchafu, pamoja na conductivity ya uchafu wa umeme, pia kuna conductivity ya ndani, kutokana na kuwepo kwa flygbolag za wachache. Mkusanyiko wa wabebaji wachache katika semikondukta ya uchafu hupungua mara nyingi kadiri mkusanyiko wa wabebaji wengi unavyoongezeka, kwa hivyo kwa semikondukta za aina ya n uhusiano nnpn = nipi = ni2 = pi2 ni halali, na kwa semikondukta za aina ya p uhusiano ni ppnp = ni2 = pi2, ambapo nn na pn ni mkusanyiko wa flygbolag wengi, na pp na np ni mkusanyiko wa flygbolag za malipo ya wachache, kwa mtiririko huo, katika semiconductor ya aina ya n- na p.
Conductivity maalum ya umeme ya semiconductor ya uchafu imedhamiriwa na mkusanyiko wa flygbolag wengi na juu zaidi ukolezi wao. Katika mazoezi, mara nyingi kuna kesi wakati semiconductor ina uchafu wa wafadhili na wa kukubali. Kisha aina ya conductivity ya umeme itatambuliwa na uchafu, mkusanyiko ambao ni wa juu. Semiconductor ambayo viwango vya wafadhili wa Nd na wakubali Na ni sawa (Nd = Na)) inaitwa fidia.
Aina mbalimbali za semiconductors zimeenea katika sekta na microelectronics za nishati. Kwa msaada wao, nishati moja inaweza kubadilishwa kuwa nyingine; bila wao, vifaa vingi vya elektroniki havitafanya kazi kawaida. Kuna idadi kubwa ya aina za vipengele hivi, kulingana na kanuni ya uendeshaji wao, madhumuni, nyenzo, na vipengele vya kubuni. Ili kuelewa hali ya hatua ya semiconductors, ni muhimu kujua mali zao za msingi za kimwili.
Tabia na sifa za semiconductors
Sifa za msingi za umeme za semiconductors zinawaruhusu kuzingatiwa kama msalaba kati ya waendeshaji wa kawaida na vifaa ambavyo havifanyi umeme. Kikundi cha semiconductor ni pamoja na vitu tofauti zaidi kuliko idadi ya jumla.
Semiconductors iliyofanywa kutoka kwa silicon, germanium, selenium na vifaa vingine hutumiwa sana katika umeme. Tabia yao kuu inachukuliwa kuwa utegemezi uliotamkwa juu ya ushawishi wa joto. Kwa joto la chini sana, kulinganishwa na sifuri kabisa, semiconductors hupata mali ya vihami, na joto linapoongezeka, upinzani wao hupungua wakati conductivity yao inaongezeka. Mali ya nyenzo hizi pia inaweza kubadilika chini ya ushawishi wa mwanga, wakati ongezeko kubwa la photoconductivity hutokea.
Semiconductors hubadilisha nishati ya mwanga kuwa umeme, tofauti na waendeshaji, ambao hawana mali hii. Kwa kuongeza, kuanzishwa kwa atomi za vipengele fulani kwenye semiconductor huchangia kuongezeka kwa conductivity ya umeme. Mali hizi zote maalum huruhusu matumizi ya vifaa vya semiconductor katika nyanja mbalimbali za umeme na uhandisi wa umeme.
Aina na matumizi ya semiconductors
Kwa sababu ya sifa zao, kila aina ya semiconductors imegawanywa katika vikundi kadhaa kuu.
Diodi. Wao ni pamoja na fuwele mbili zilizofanywa kwa semiconductors na conductivities tofauti. Mpito wa shimo la elektroni huundwa kati yao. Wao huzalishwa katika miundo mbalimbali, hasa aina za uhakika na za gorofa. Katika seli zilizopangwa, kioo cha germanium hutiwa na indium. Diode za uhakika zinajumuisha kioo cha silicon na sindano ya chuma.
Transistors. Zinajumuisha semiconductors tatu za fuwele. Fuwele mbili zina conductivity sawa, na katika tatu, conductivity ina thamani kinyume. Wanaitwa mtoza, msingi na emitter. Katika umeme, huongeza ishara za umeme.
Thyristors. Ni vipengele vinavyobadilisha umeme. Wana makutano matatu ya shimo la elektroni na mali ya lango. Mali zao huruhusu thyristors kutumika sana katika otomatiki, kompyuta, na vifaa vya kudhibiti.
Je, semiconductor inatofautianaje na vihami na makondakta?
Pamoja na waendeshaji wa umeme, kuna vitu vingi katika asili ambavyo vina conductivity ya chini ya umeme kuliko waendeshaji wa chuma. Dutu za aina hii huitwa semiconductors.
Semiconductors ni pamoja na: baadhi ya vipengele vya kemikali, kama vile seleniamu, silicon na germanium, misombo ya sulfuri, kama vile thallium sulfidi, sulfidi ya cadmium, sulfidi ya fedha, carbides, kama vile carborundum,kaboni (almasi),boroni, bati ya kijivu, fosforasi, antimoni, arseniki, tellurium, iodini na idadi ya misombo ambayo ni pamoja na angalau moja ya vipengele vya makundi ya 4 - 7 ya mfumo wa upimaji. Pia kuna semiconductors ya kikaboni.
Hali ya conductivity ya umeme ya semiconductor inategemea aina ya uchafu uliopo katika nyenzo za msingi za semiconductor na teknolojia ya utengenezaji wa vipengele vyake.
Semiconductor ni dutu yenye 10 -10 - 10 4 (ohm x cm) -1, ambayo, kulingana na mali hizi, ni kati ya kondakta na insulator. Tofauti kati ya kondakta, semiconductors na vihami kulingana na nadharia ya bendi ni kama ifuatavyo: katika semiconductors safi na vihami vya elektroniki, kuna pengo la nishati kati ya bendi iliyojaa (valence) na bendi ya upitishaji.
Kwa nini semiconductors hufanya sasa?
Semicondukta ina upitishaji wa kielektroniki ikiwa elektroni za nje katika atomi zake za uchafu zimefungwa kwa kiasi kidogo kwenye viini vya atomi hizi. Ikiwa uwanja wa umeme umeundwa katika semiconductor ya aina hii, basi, chini ya ushawishi wa nguvu za uwanja huu, elektroni za nje za atomi za uchafu wa semiconductor zitatoka mipaka ya atomi zao na kugeuka kuwa elektroni za bure.
Elektroni za bure zitaunda sasa conduction ya umeme katika semiconductor chini ya ushawishi wa nguvu za shamba la umeme. Kwa hiyo, asili ya sasa ya umeme katika semiconductors na conductivity ya elektroniki ni sawa na katika conductors chuma. Lakini kwa kuwa kuna elektroni chache za bure katika ujazo wa kitengo cha semiconductor kuliko katika kitengo cha kondakta wa chuma, ni kawaida kwamba, chini ya hali zingine zote zinazofanana, sasa katika semiconductor itakuwa chini mara nyingi kuliko katika a. kondakta wa chuma.
Semiconductor ina conductivity ya "shimo" ikiwa atomi yake ya uchafu sio tu haitoi elektroni zao za nje, lakini, kinyume chake, huwa na kukamata elektroni kutoka kwa atomi za dutu kuu ya semiconductor. Ikiwa atomi ya uchafu inachukua elektroni kutoka kwa atomi ya dutu kuu, basi mwishowe kitu kama nafasi ya bure ya elektroni huundwa - "shimo".
Atomu ya semiconductor ambayo imepoteza elektroni inaitwa "shimo la elektroni," au kwa kifupi "shimo." Ikiwa "shimo" limejazwa na elektroni iliyohamishwa kutoka kwa atomi ya jirani, basi huondolewa na atomi inakuwa ya neutral ya umeme, na "shimo" huhamishwa kwa atomi ya jirani ambayo imepoteza elektroni. Kwa hiyo, ikiwa semiconductor yenye conductivity ya "shimo" inakabiliwa na shamba la umeme, basi "mashimo ya elektroni" yatabadilika kwenye mwelekeo wa shamba hili.
Upendeleo "mashimo ya elektroni" katika mwelekeo wa uwanja wa umeme ni sawa na harakati za malipo mazuri ya umeme kwenye shamba na kwa hiyo inawakilisha jambo la sasa la umeme katika semiconductor.
Semiconductors haiwezi kutofautishwa kabisa na utaratibu wa conductivity yao ya umeme, kwani, pamoja naKwa conductivity ya "shimo", semiconductor iliyotolewa inaweza, kwa shahada moja au nyingine, pia kuwa na conductivity ya umeme.
Semiconductors ni sifa ya:
aina ya conductivity (elektroniki - n-aina, shimo - p-aina);
resistivity;
maisha ya wabebaji wa malipo (wachache) au urefu wa kueneza, kiwango cha ujumuishaji wa uso;
msongamano wa dislocation.
Silicon ni nyenzo ya kawaida ya semiconductor
Joto lina ushawishi mkubwa juu ya sifa za semiconductors. Kuongezeka kwake husababisha kupungua kwa upinzani na kinyume chake, i.e. semiconductors ni sifa ya uwepo wa hasi. . Karibu na sifuri kabisa, semiconductor inakuwa insulator.
Semiconductors ni msingi wa vifaa vingi. Katika hali nyingi lazima zipatikane kwa namna ya fuwele moja. Ili kutoa mali maalum, semiconductors ni doped na uchafu mbalimbali. Mahitaji ya kuongezeka yanawekwa kwenye usafi wa vifaa vya semiconductor ya chanzo.
Semiconductors wamepata matumizi mapana zaidi katika teknolojia ya kisasa; wamekuwa na ushawishi mkubwa sana kwenye maendeleo ya kiufundi. Shukrani kwao, inawezekana kupunguza kwa kiasi kikubwa uzito na vipimo vya vifaa vya umeme. Uendelezaji wa maeneo yote ya umeme husababisha kuundwa na kuboresha idadi kubwa ya vifaa mbalimbali kulingana na vifaa vya semiconductor. Vifaa vya semiconductor hutumika kama msingi wa seli ndogo, moduli, mizunguko ya hali dhabiti, nk.
Vifaa vya kielektroniki kulingana na vifaa vya semiconductor ni kivitendo bila inertia. Kifaa cha semiconductor kilichojengwa kwa uangalifu na kilichofungwa vizuri kinaweza kudumu makumi ya maelfu ya masaa. Walakini, vifaa vingine vya semiconductor vina kikomo cha joto la chini (kwa mfano, germanium), lakini sio fidia ngumu sana ya joto au kuchukua nafasi ya nyenzo kuu ya kifaa na nyingine (kwa mfano, silicon, carbudi ya silicon) kwa kiasi kikubwa huondoa ubaya huu. Kuboresha teknolojia ya utengenezaji wa vifaa vya semiconductor husababisha kupunguzwa kwa kutawanya zilizopo na kutokuwa na utulivu wa vigezo.
Mawasiliano ya semiconductor-chuma na makutano ya shimo la elektroni (n-p junction) iliyoundwa katika semiconductors hutumiwa katika utengenezaji wa diode za semiconductor. Makutano ya mara mbili (p-n-p au n-p-n) - transistors na thyristors. Vifaa hivi hutumiwa hasa kwa ajili ya kurekebisha, kuzalisha na kukuza ishara za umeme.
Kulingana na mali ya photoelectric ya semiconductors, photoresistors, photodiodes na phototransistors huundwa. Semiconductor hutumika kama sehemu ya kazi ya jenereta za oscillation (amplifiers). Wakati umeme wa sasa unapitishwa kupitia makutano ya pn katika mwelekeo wa mbele, flygbolag za malipo - elektroni na mashimo - kuchanganya tena na utoaji wa photons, ambayo hutumiwa kuunda LEDs.
Tabia ya thermoelectric ya semiconductors ilifanya iwezekanavyo kuunda upinzani wa mafuta ya semiconductor, thermoelements ya semiconductor, thermopiles na jenereta za thermoelectric, na baridi ya thermoelectric ya semiconductors, kulingana na athari ya Peltier, - friji za thermoelectric na thermostabilizers.
Semiconductors hutumiwa katika waongofu wasio na mashine wa nishati ya joto na jua ndani ya umeme - jenereta za thermoelectric, na waongofu wa photoelectric (betri za jua).
Mkazo wa mitambo unaotumiwa kwa semiconductor hubadilisha upinzani wake wa umeme (athari ni nguvu zaidi kuliko metali), ambayo ilikuwa msingi wa kupima kwa shida ya semiconductor.
Vifaa vya semiconductor vimeenea katika mazoezi ya ulimwengu, vinabadilisha elektroniki; hutumika kama msingi wa ukuzaji na utengenezaji wa:
vifaa vya kupimia, kompyuta,
vifaa kwa kila aina ya mawasiliano na usafiri,
kwa mchakato wa otomatiki katika tasnia,
vifaa vya utafiti wa kisayansi,
teknolojia ya roketi,
Vifaa vya matibabu
vifaa na vyombo vingine vya elektroniki.
Matumizi ya vifaa vya semiconductor hufanya iwezekanavyo kuunda vifaa vipya na kuboresha vya zamani, ambayo inamaanisha kupunguzwa kwa vipimo vyake, uzito, matumizi ya nguvu, na kwa hiyo kupungua kwa uzalishaji wa joto katika mzunguko, ongezeko la nguvu, utayari wa mara moja kwa hatua. , na inaweza kuongeza maisha ya huduma na kutegemewa kwa vifaa vya kielektroniki.
Tulizungumza juu ya waendeshaji na dielectri na tukataja kwa ufupi kuwa kuna aina ya kati ya conductivity, ambayo chini ya hali fulani inaweza kuchukua mali ya kondakta au dielectric. Aina hii ya dutu inaitwa semiconductor.
Napenda kukukumbusha: kwa suala la mali ya umeme, semiconductors huchukua nafasi ya kati kati ya waendeshaji na wasio na conductors wa sasa.
Mara nyingi, germanium, silicon hutumiwa kwa utengenezaji wa semiconductors, na mara chache - seleniamu, oksidi ya kikombe na vitu vingine.
Conductivity ya umeme ya semiconductors inategemea sana joto la kawaida. Katika halijoto karibu na sifuri kabisa (-273C), hufanya kama vihami kuhusiana na mkondo wa umeme. Waendeshaji wengi, kinyume chake, kwa joto hili huwa superconducting, yaani, hutoa karibu hakuna upinzani kwa sasa. Wakati joto la waendeshaji linaongezeka, upinzani wao kwa sasa wa umeme huongezeka, na upinzani wa semiconductors hupungua. Conductivity ya umeme ya waendeshaji haibadilika wakati inakabiliwa na mwanga. Conductivity ya umeme ya semiconductors chini ya ushawishi wa mwanga, kinachojulikana photoconductivity, huongezeka.
Semiconductors inaweza kubadilisha nishati ya mwanga ndani ya sasa ya umeme. Hii sio kawaida kabisa kwa waendeshaji. Conductivity ya umeme ya semiconductors huongezeka kwa kasi wakati atomi za vipengele vingine vinaletwa ndani yao. Conductivity ya umeme ya waendeshaji hupungua wakati uchafu unapoletwa ndani yao.
Germanium na silicon, ambazo ni nyenzo za kuanzia za vifaa vingi vya kisasa vya semiconductor, kila moja ina elektroni nne za valence kwenye tabaka za nje za makombora yao. Kwa jumla, kuna elektroni 32 katika atomi ya germanium, na atomi ya silicon 14. Lakini elektroni 28 za germanium na elektroni 10 za silicon, ziko katika tabaka za ndani za shells zao, zimeshikiliwa kwa nguvu na nuclei na chini ya hali yoyote hazitenganishwa. yao. Elektroni nne tu za valence za atomi za semiconductors hizi zinaweza, na hata hivyo sio kila wakati, kuwa huru. Atomu ya semiconductor ambayo imepoteza angalau elektroni moja inakuwa ioni chanya. Katika semiconductor, atomi hupangwa kwa utaratibu mkali: kila mmoja wao amezungukwa na atomi nne zinazofanana. Pia ziko karibu sana kwa kila mmoja hivi kwamba elektroni zao za valence huunda obiti moja zinazopita karibu na atomi zote za jirani, zikiwafunga kuwa dutu moja.
Uhusiano huu wa atomi katika kioo cha semiconductor unaweza kufikiriwa kwa namna ya mchoro wa gorofa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 1, a. Hapa, mipira mikubwa iliyo na ishara ya "+" kawaida inawakilisha viini vya atomiki na tabaka za ndani za ganda la elektroni (ioni chanya), na mipira midogo - elektroni za valence
. Kila chembe imezungukwa na nne sawa kabisa. Yoyote kati yao ameunganishwa na kila jirani moja kwa elektroni mbili za valence, moja ambayo ni "yake", na ya pili hukopwa kutoka kwa "jirani". Hii ni dhamana ya elektroni mbili, au valence. Uunganisho wenye nguvu zaidi!
Kwa upande wake, safu ya nje ya shell ya elektroni ya kila atomi ina elektroni nane: nne zake na moja kutoka kwa atomi nne za jirani. Hapa haiwezekani tena kutofautisha ambayo elektroni ya valence ni "yako" na ambayo ni "kigeni", kwa kuwa yamekuwa ya kawaida. Kwa muunganisho kama huo wa atomi katika misa nzima ya germanium au fuwele ya silicon, tunaweza kuzingatia kwamba kioo cha semiconductor ni molekuli moja kubwa. Mchoro wa muunganisho wa atomi kwenye semiconductor unaweza kurahisishwa kwa uwazi kwa kuuonyesha kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 1, 6. Hapa, viini vya atomi zilizo na makombora ya elektroni ya ndani huonyeshwa kama miduara yenye ishara ya kuongeza, na vifungo vya interatomiki vinaonyeshwa kama mistari miwili inayoashiria elektroni za valence.
Conductivity ya umeme ya semiconductors
Katika halijoto karibu na sufuri kabisa, semicondukta hufanya kazi kama kondakta kamili kwa sababu haina elektroni zisizolipishwa. Ikiwa hakuna ongezeko la joto, uunganisho wa elektroni za valence na nuclei ya atomiki hupungua na baadhi yao wanaweza kuacha atomi zao kutokana na harakati za joto. Elektroni iliyotoroka kutoka kwa dhamana ya interatomic inakuwa bure (katika Mchoro 1, b - dot nyeusi), na ambapo ilikuwa kabla, nafasi tupu huundwa. Nafasi hii tupu katika dhamana ya interatomic ya semiconductor inaitwa kawaida shimo (katika Mchoro 1, b kuna mstari uliovunjika). Ya juu ya joto, elektroni zaidi ya bure na mashimo yanaonekana. Kwa hivyo, uundaji wa shimo katika wingi wa semiconductor unahusishwa na kuondoka kwa elektroni ya valence kutoka shell ya atomi, na kuonekana kwa shimo kunafanana na kuonekana kwa malipo mazuri ya umeme sawa na elektroni hasi.
Kielelezo 1. Mchoro wa uhusiano wa atomi katika kioo cha semiconductor (a) na mchoro rahisi wa muundo wake (b).
Sasa angalia takwimu. 2. Inaonyesha schematically uzushi wa kizazi cha sasa katika semiconductor. Sababu ya sasa ni voltage inayotumiwa kwenye miti (katika Mchoro 2, chanzo cha voltage kinaonyeshwa na ishara "+" na "-").. Kutokana na matukio ya joto, idadi fulani ya elektroni hutolewa kutoka kwa vifungo vya interatomic katika molekuli nzima ya semiconductor (katika Mchoro 2 zinaonyeshwa na dots na mishale). Elektroni iliyotolewa karibu na pole chanya ya chanzo cha voltage huvutiwa na pole hii na kuacha molekuli ya semiconductor, na kuacha nyuma ya mashimo. Elektroni ambazo zimeacha vifungo vya interatomic kwa umbali fulani kutoka kwa pole chanya pia huvutiwa nayo na kuelekea kwake. Lakini, baada ya kukutana na mashimo kwenye njia yao, elektroni zinaonekana "kuruka" ndani yao (Mchoro 2, a), na vifungo vya interatomic vinajazwa. Na mashimo yaliyo karibu na pole hasi yanajazwa na elektroni nyingine zilizotoroka kutoka kwa atomi ziko hata karibu na pole hasi (Mchoro 2, b). Wakati uwanja wa umeme unafanya kazi katika semiconductor, mchakato huu unaendelea: vifungo vingine vya interatomic huvunjika - elektroni za valence huziacha, mashimo yanaonekana - na vifungo vingine vya interatomic hujazwa - elektroni zinazotolewa kutoka kwa vifungo vingine vya interatomic "kuruka" kwenye shimo (Mtini. . 2 , b-c).
Kielelezo 2. Mpango wa harakati ya elektroni na mashimo.
Katika joto la juu ya sifuri kabisa, elektroni za bure na mashimo huendelea kuonekana na kutoweka katika semiconductor, hata wakati hakuna mashamba ya nje ya umeme. Lakini elektroni na mashimo huenda kwa machafuko katika mwelekeo tofauti na usiondoke semiconductor. Katika semiconductor safi, idadi ya elektroni iliyotolewa kwa kila wakati wa wakati ni sawa na idadi ya mashimo yaliyoundwa katika kesi hii.. Idadi yao ya jumla kwenye joto la kawaida ni ndogo. Kwa hiyo, conductivity ya umeme ya semiconductor vile ni (inaitwa mwenyewe) , ni ndogo, hutoa upinzani mwingi kwa sasa wa umeme. Lakini ikiwa hata kiasi kidogo cha uchafu kwa namna ya atomi za vipengele vingine huongezwa kwa semiconductor safi, conductivity yake ya umeme itaongezeka kwa kasi. Katika kesi hii, kulingana na muundo wa atomi za vitu vya uchafu, conductivity ya umeme ya semiconductor itakuwa. elektroniki au shimo .
Conductivity ya kielektroniki
Ikiwa atomi yoyote katika kioo cha semiconductor itabadilishwa na atomi ya antimoni, ambayo ina elektroni tano za valence kwenye safu ya nje ya shell ya elektroni, atomi hii ya "mgeni" itaunganishwa na elektroni nne kwa atomi nne za jirani za semiconductor. Elektroni ya tano ya valence ya atomi ya antimoni itakuwa "ziada" na itakuwa huru. Atomi zaidi ya antimoni huletwa kwenye semiconductor, elektroni zaidi za bure zitakuwa katika wingi wake. Kwa hivyo, semiconductor iliyo na mchanganyiko wa antimoni iko karibu na mali yake kwa chuma: ili mkondo wa umeme upite ndani yake, vifungo vya interatomic ndani yake sio lazima kuharibiwa. Wanaitwa conductive umeme au aina (n) semiconductors. Hapa herufi ya Kilatini n ndiyo herufi ya mwanzo ya neno la Kilatini negativ (hasi), ambayo ina maana "hasi" . Neno hili katika kesi hii linapaswa kueleweka kwa maana kwamba katika semiconductor ya aina ya n flygbolag kuu za sasa ni malipo mabaya, i.e. elektroni.
Uendeshaji wa shimo
Picha tofauti kabisa itatokea ikiwa atomi zilizo na elektroni tatu za valence, kwa mfano indium, zitaletwa kwenye semiconductor. Kila atomi ya chuma ya indium na elektroni zake tatu itajaza vifungo na atomi tatu tu za jirani za semiconductor, na haina elektroni moja ya kujaza dhamana na ya nne. Shimo hutengenezwa. Kwa kweli, inaweza kujazwa na aina fulani ya elektroni ambayo imetoroka kutoka kwa dhamana ya valence na atomi zingine za semiconductor. Hata hivyo, bila kujali ni wapi mashimo, hakutakuwa na elektroni za kutosha katika wingi wa semiconductor ya indium-doped ili kuzijaza. Na atomi zaidi ya uchafu wa indium huletwa ndani ya semiconductor, mashimo zaidi yanaundwa ndani yake. Ili elektroni kusonga katika semiconductor kama hiyo, vifungo vya valence kati ya atomi lazima viharibiwe. Elektroni zinazotoka kwao au elektroni zinazoingia kwenye semiconductor kutoka nje husogea kutoka shimo hadi shimo. Na katika misa nzima ya semiconductor wakati wowote kwa wakati idadi ya mashimo itakuwa kubwa kuliko idadi ya jumla ya elektroni za bure. Wanaitwa semiconductors na conductivity ya shimo ya umeme au aina (p).
Barua ya Kilatini r - herufi ya kwanza ya neno la Kilatini chanya (chanya), ambayo ina maana "chanya".
Neno hili katika kesi hii linapaswa kueleweka kwa maana kwamba uzushi wa sasa wa umeme katika wingi wa semiconductor ya aina (p) unaambatana na kuonekana kwa kuendelea na kutoweka kwa mashtaka mazuri - mashimo. Kusonga kupitia wingi wa semiconductor, mashimo hufanya kama wabebaji wa sasa. Semiconductors ya aina p, pamoja na aina n, ina conductivity bora ya umeme mara nyingi ikilinganishwa na safi.
Ni lazima kusema kwamba hakuna kivitendo hakuna semiconductors safi kabisa na aina za umeme kabisa n na p. Semiconductor iliyo na mchanganyiko wa indium lazima iwe na idadi ndogo ya atomi za vitu vingine ambavyo huipa conductivity ya elektroniki, na pamoja na mchanganyiko wa antimoni kuna atomi za vitu ambavyo huunda shimo la umeme ndani yake. Kwa mfano, katika semiconductor, ambayo ina conductivity ya jumla ya umeme ya aina n, kuna mashimo ambayo yanaweza kujazwa na elektroni za bure kutoka kwa atomi za uchafu wa antimoni. Matokeo yake, conductivity ya umeme itaharibika kwa kiasi fulani, lakini kwa ujumla itahifadhi conductivity ya umeme. Jambo kama hilo litazingatiwa ikiwa elektroni za bure huingia kwenye semiconductor yenye tabia ya shimo.
Kwa hiyo, katika semiconductors ya aina ya n, flygbolag kuu za sasa ni elektroni (conductivity ya umeme ya elektroniki inatawala), na katika semiconductors ya aina ya p, flygbolag kuu za sasa ni mashimo (shimo la conductivity ya umeme hutawala).
Semiconductors walipata jina lao kwa sababu wanachukua nafasi ya kati kati ya makondakta (metali, elektroliti, makaa ya mawe), ambayo yana conductivity ya juu ya umeme, na vihami (porcelaini, mica, mpira, na wengine), ambayo hufanya karibu hakuna umeme wa sasa.
Ikiwa tunalinganisha upinzani maalum wa kiasi katika Ohm × cm kwa vitu mbalimbali, zinageuka kuwa waendeshaji wana: ρ U= 10 -6 - 10 -3 Ohm × cm; resistivity ya semiconductors: ρ U= 10 -3 - 10 8 Ohm × cm; na kwa dielectrics: ρ U= 10 8 - 10 20 Ohm × cm Semiconductors ni pamoja na: oksidi za chuma - oksidi (Al 2 O 3, Cu 2 O, ZnO, TiO 2, VO 2, WO 2, MoO 3); misombo ya sulfuri - sulfidi (Cu 2 S, Ag 2 S, ZnS, CdS, HgS); misombo na seleniamu - selenides; misombo na tellurium - tellurides; baadhi ya aloi (MgSb 2, ZnSb, Mg 2 Sb, CdSb, AlSb, ClSb); vipengele vya kemikali - germanium, silicon, tellurium, selenium, boroni, kaboni, sulfuri, fosforasi, arseniki, pamoja na idadi kubwa ya misombo tata (galene, carborundum na wengine).
Kielelezo 1. Ujerumani
Kielelezo 2. Silicon
Kielelezo 3. Tellurium
Utafiti kamili na wa kina wa mali ya semiconductors ulifanyika na mwanasayansi wa Soviet A.F. Ioffe na wenzake.
Mali ya umeme ya semiconductors hutofautiana sana na mali ya waendeshaji na wahami. Uendeshaji wa umeme wa waendeshaji hutegemea sana joto, mwanga, uwepo na ukubwa wa uwanja wa umeme, na kiasi cha uchafu. Kwa joto la kawaida, semiconductors huwa na idadi fulani ya elektroni za bure zinazotokana na kuvunjika kwa vifungo vya elektroniki. Semiconductors wana aina mbili za conductivity: elektroni na shimo. Wabebaji wa malipo katika semiconductors na upitishaji wa elektroniki ni elektroni za bure, na kwa upitishaji wa shimo ni vifungo visivyo na elektroni.
Fikiria jaribio lifuatalo. Hebu tuchukue conductor ya chuma na joto mwisho wake mmoja, basi mwisho wa joto wa conductor utapata malipo mazuri. Hii ni kutokana na harakati ya elektroni kutoka mwisho wa moto hadi mwisho wa baridi, na kusababisha uhaba wa elektroni kwenye mwisho wa moto wa kondakta (chaji chanya) na ziada ya elektroni kwenye mwisho wa baridi (chaji hasi). Mtiririko wa muda mfupi wa sasa kupitia kondakta ulisababishwa na harakati za elektroni kutoka mwisho mmoja wa kondakta hadi nyingine. Kwa hivyo, hapa tunazungumza juu ya conductor na conductivity ya elektroniki. Hata hivyo, kuna vitu vinavyofanya tofauti wakati wa majaribio hayo: makali ya joto ya dutu hiyo hupokea malipo hasi, na makali ya baridi hupokea malipo mazuri. Hili linawezekana ikiwa tunadhania kwamba uhamisho wa sasa unafanywa na malipo chanya.
Mchoro 4. Kuunganishwa kati ya atomi za dutu
  |
| Kielelezo 5. Conductivity ya ndani ya semiconductors |
 |
| Kielelezo 6. Conductivity ya umeme ya semiconductor |
  |
| Kielelezo 7. Conductivity ya shimo ya semiconductor |
Hebu tufahamiane na aina nyingine ya conductivity katika semiconductors - conductivity shimo. Katika semiconductors safi, elektroni zote zilizofungwa dhaifu kwa nuclei hushiriki katika vifungo vya elektroniki. Katika Kielelezo 4, A dhamana iliyojaa kati ya atomi za dutu hii huonyeshwa kwa kawaida. "Shimo" ni kipengele cha kimiani cha kioo cha dutu ambayo imepoteza elektroni, ambayo inalingana na kuonekana kwa chaji chanya (Mchoro 4, b).
Bondi iliyotolewa inaweza kujazwa tena ikiwa "shimo" litakamata elektroni kutoka kwa dhamana ya jirani (Mchoro 4, V) Hii itasababisha "shimo" kuhamia eneo jipya. Katika dutu ya semiconductor chini ya hali ya kawaida, mwelekeo wa utoaji wa elektroni na eneo la malezi ya "shimo" ni chaotic. Ikiwa voltage ya mara kwa mara inatumiwa kwa semiconductor safi, basi elektroni na "mashimo" zitasonga (ya kwanza dhidi ya mwelekeo wa nguvu za shamba, pili kwa mwelekeo kinyume). Ikiwa idadi ya "mashimo" yaliyoundwa ni sawa na idadi ya elektroni iliyotolewa, basi, kama ilivyo kwa semiconductors safi, conductivity ya semiconductors ni ya chini (conductivity ya ndani). Uwepo wa hata kiasi kidogo cha uchafu wa kigeni unaweza kubadilisha utaratibu wa conductivity ya umeme: uifanye umeme au shimo. Hebu tuangalie mfano maalum. Wacha tuchukue germanium (Ge) kama semiconductor. Katika kioo cha germanium, kila atomi inaunganishwa na atomi nyingine nne. Wakati joto linapoongezeka au kutokana na mionzi, vifungo vya jozi vya kioo vinaweza kuvunjwa. Katika kesi hii, idadi sawa ya elektroni na "mashimo" huundwa (Mchoro 5).
Wacha tuongeze arseniki kwa germanium kama uchafu. Uchafu kama huo una idadi kubwa ya elektroni zilizofungwa dhaifu. Atomi za uchafu zina kiwango chao cha nishati, kilicho kati ya viwango vya nishati vya bendi za bure na zilizojaa, karibu na mwisho (Mchoro 6). Uchafu kama huo hutoa elektroni zao kwenye eneo la bure na huitwa uchafu wa wafadhili. Semiconductor itakuwa na elektroni za bure, wakati vifungo vyote vitajazwa. Semiconductor itakuwa na conductivity ya elektroniki katika bendi ya bure.
Ikiwa sasa indium, badala ya arseniki, itaongezwa kama uchafu kwa germanium, yafuatayo yatatokea. Uchafu huo una idadi ndogo ya elektroni zilizofungwa dhaifu, na kiwango cha nishati ya uchafu iko kati ya viwango vya nishati ya bendi za bure na zilizojaa, karibu na bendi ya bure (Mchoro 7). Uchafu wa aina hii hukubali elektroni katika eneo lao kutoka eneo lililojaa karibu na huitwa uchafu wa kukubali. Katika semiconductor kutakuwa na vifungo visivyojazwa - "mashimo" kwa kukosekana kwa elektroni za bure. Semiconductor itakuwa na conductivity ya shimo katika bendi iliyojaa.
Sasa uzoefu wa kupokanzwa semiconductor itakuwa wazi, wakati mwisho wa joto ulipokea malipo hasi, na mwisho wa baridi ulipokea malipo mazuri. Chini ya ushawishi wa joto, vifungo kwenye mwisho wa moto vitaanza kuvunja, na kuunda "mashimo" na elektroni za bure. Ikiwa semiconductor ina uchafu, basi "mashimo" itaanza kuhamia mwisho wa baridi, na kuishutumu vyema, na mwisho wa joto wa semiconductor utashtakiwa vibaya.
Kuhitimisha kuzingatia yetu ya semiconductors, tunatoa hitimisho lifuatalo.
Kwa kuongeza uchafu kwa semiconductor, mtu anaweza kumpa conductivity ya umeme au shimo kubwa. Kulingana na hili, aina zifuatazo za semiconductors zinapatikana. Semiconductors na conductivity ya elektroniki huitwa semiconductors n-aina (hasi), na conductivity ya shimo - uk-aina (chanya).
Pia tunakualika kutazama video za elimu kuhusu semiconductors:
List=PL_QCOTUIndSFAbWcR3t0wYp5IORVEHu3I