Թե ինչ է կիսահաղորդչային. դիմադրություն կիսահաղորդչային

Թե ինչ է կիսահաղորդչային նյութական. Որոնք են դրա հատկանիշները. Թե ինչ է կիսահաղորդիչների ֆիզիկայի. Քանի որ դրանք կառուցվել. Թե ինչ է ջերմահաղորդություն կիսահաղորդիչների. Որոնք են ֆիզիկական հատկանիշները, նրանք տիրապետում են:

Ինչ կոչվում կիսահաղորդիչների.

Այն վերաբերում է բյուրեղային նյութեր, որոնք չեն անցկացնել էլեկտրաէներգիա, այնքան լավ, քանի որ դա անել մետաղներ: Դեռ այս ցուցանիշը ավելի լավ է, քան մեկուսիչներ: Այս հատկանիշները պայմանավորված են մի շարք բջջային կրիչների. Եթե հաշվի առնենք, որ, ընդհանուր առմամբ, գոյություն ունի ամուր կապվածություն միջուկներ: Սակայն, երբ իրականացվում է դիրիժոր քանի ատոմներից, օրինակ, անտիմոնով, որն ունի գերազանցող էլեկտրոնների, այդ պաշտոնը կարող է ուղղել. Երբ, օգտագործելով indium պատրաստվել տարրեր դրական լիցք. Բոլոր այդ հատկությունների լայնորեն օգտագործվում է տրանզիստորների - հատուկ սարքեր, որոնք կարող են բարձրացնել, արգելափակել կամ անցնում է ընթացիկ է միայն մեկ ուղղությամբ: Եթե հաշվի առնենք, որ NPN-Type տարր, ապա դա կարող է դիտվել զգալիորեն ուժեղացնում է այն դերը, որ հատկապես կարեւոր է հաղորդման թույլ ազդանշանների.

Նախագծման հատկանիշները, որոնք ունեն էլեկտրական կիսահաղորդիչները

Դիրիժորների ունեն շատ ազատ էլեկտրոնների: Insulators նրանք հազիվ տիրապետում: Կիսահաղորդիչների եւ նաեւ պարունակում է մի որոշակի քանակությամբ ազատ էլեկտրոնների եւ անցնում մի դրական լիցք, որը պատրաստ է ընդունել ազատագրված մասնիկներ. Եւ որ ամենակարեւորն է, նրանք բոլորն էլ իրականացրել է էլեկտրական հոսանք: Համարվում նախկինում NPN տիպի transistor - հնարավոր չէ միայնակ կիսահաղորդչային տարր. Այնպես որ, կան ավելի PNP-տրանզիստորներ եւ դիոդներ.

Եթե մենք խոսում ենք այն մասին, որ վերջին խոսքով, դա մի տարր, որը կարող է փոխանցել ազդակներ է միայն մեկ ուղղությամբ: Բացի այդ, diode կարող է փոխարկել AC է Վաշինգտոնում: Որն է այն մեխանիզմը, այս վերափոխման. Եւ ինչու է այն շարժվում է միայն մեկ ուղղությամբ: Անկախ նրանից, թե որտեղ կա մի ընթացիկ, էլեկտրոնները եւ բացերը մայիսին կամ ցրելու, կամ գնալ առաջ. Առաջին դեպքում պայմանավորված է աճել հեռավորությունը ... feed մատակարարման ընդհատվում, եւ, հետեւաբար, կարող են փոխանցվել կրիչներով բացասական լարման միայն մեկ ուղղությամբ, այսինքն, որ ջերմահաղորդություն կիսահաղորդիչների է միակողմանի: Ի վերջո, ներկայիս կարող է փոխանցվել միայն այն դեպքում, եթե բաղկացուցիչ մասնիկները շատ մոտ են: Եւ դա հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե ներկայիս մատակարարման վրա, մի կողմից: Սրանք են այն տեսակները կիսահաղորդիչների գոյություն ունեն, եւ օգտագործվում են ներկա պահին:

խմբի կառուցվածքը

Էլեկտրական եւ օպտիկական հատկությունները դիրիժորների հետ կապված այն հանգամանքի հետ, որ, երբ լրացնելով էներգետիկ մակարդակները էլեկտրոնների են առանձնացվել հնարավոր պետությունների հետ bandgap: Որոնք են նրա հատկանիշները. Այն փաստը, որ չկա bandgap էներգետիկ մակարդակներում. Խառնուրդների հետ եւ կառուցվածքային թերությունների, դա կարող է փոխվել: Ավելի բարձր լրիվ խումբը կոչվում է Վալանս: Որին հաջորդում է մի բանաձեւի, բայց դատարկ: Այն կոչվում է անցկացումը խումբը: Կիսահաղորդիչների ֆիզիկայի մի շատ հետաքրքիր թեմա է, եւ դրա շրջանակներում հոդվածում այն նաեւ ծածկված:

Պետությունը էլեկտրոնի

Այն օգտագործում է հասկացությունները, ինչպիսիք են մի շարք թույլատրված խմբի եւ համարյա - իմպուլսի: Այդ կառույցը որոշվում է առաջին ցրելը: Նա ասում է, որ դրա վրա ազդում է էներգետիկ կախվածությունը quasimomentum: Այսպիսով, եթե Վալանս խումբը ամբողջությամբ լցված է էլեկտրոնների (որոնք ունեն մեղադրանքը մի կիսահաղորդչային), մենք ասում ենք, որ չկան տարրական գրգռումներին: Եթե ինչ-ինչ պատճառներով, մասնիկները չեն, ապա դա նշանակում է, որ կա մի դրական լիցքավորված quasiparticle - անցնել կամ փոս: Նրանք են վճարովի կրողներն կիսահաղորդիչներում է վալենտային խմբի:

այլասերված գոտի

Վալանսի խումբը տիպիկ դիրիժոր է sixfold այլասերված. Սա բացառելով սպին-ուղեծրային փոխգործակցությունը եւ միայն այն ժամանակ, երբ բյուրեղյա իմպուլսը հավասար է զրոյի: Այն կարող է լինել կառչել տակ նույն վիճակում է կրկնակի եւ քառապատիկ այլասերված խմբի: Որ էներգետիկ spacing նրանց միջեւ, որը կոչվում էներգիան Սպին-ուղեծրային պառակտող.

Impurities եւ թերությունները կիսահաղորդիչների

Նրանք կարող են լինել էլեկտրականապես պասիվ կամ ակտիվ. Օգտագործելով առաջին թույլ է տալիս Ձեզ ստանալ կիսահաղորդիչների դրական կամ բացասական լիցք, որը կարող է օֆսեթ կողմից առաջացման մի փոս է վալենտային խմբի կամ էլեկտրոնը է անցկացման խմբի: Ակտիվ impurities են չեզոք, եւ նրանք ունեն համեմատաբար քիչ ազդեցություն ունենալ էլեկտրոնային հատկություններով. Ավելին, այն կարող է հաճախ լինել կարեւոր նշանակություն է Վալանս, որոնք ունեն ատոմների, որը մասնակցելու է մեղադրանքի փոխանցման գործընթացի, եւ կառուցվածքը է բյուրեղային ցանցի.

Կախված տեսակից եւ չափով impurities կարող է փոխել, եւ հարաբերակցությունը թվի անցքերի եւ էլեկտրոններ: Հետեւաբար, կիսահաղորդչային նյութերի միշտ պետք է ուշադիր ընտրված է հասնել ցանկալի արդյունքի: Այս նախորդում է մեծ թվով հաշվարկների, եւ հետագայում փորձերի. Մասնիկներ, որոնք առավել կոչվում են մեծամասնական կրիչների, փոքրամասնություն են:

Dosed ներդրումը impurities մեջ կիսահաղորդչային սարքի թույլ է տալիս ձեռք բերել ցանկալի հատկությունները. Թերությունները Կիսահաղորդիչների կարող է նաեւ լինել պասիվ կամ ակտիվ էլեկտրական վիճակը. Այստեղ կարեւոր է, որ հոդախախտ, ինտերստիցիալ Ատոմ եւ թափուր: Հեղուկ եւ noncrystalline դիրիժորների արձագանքել impurities, այլ կերպ, քան բյուրեղային: Որ պակաս է կոշտ կառուցվածքի, ի վերջո, հանգեցնում է այն, ինչ տեղափոխվել ատոմ ձեռք բերում այլ Valence. Դա կլինի տարբեր է մեկը, որի հետ այն ի սկզբանե imbues իրենց կապերը: Ատոմ դառնում անշահավետ տալ կամ կցել էլեկտրոն: Այդ դեպքում, այն դառնում է պասիվ եւ, հետեւաբար, կեղտ Կիսահաղորդիչներ ունեն ավելի մեծ շանսեր ձախողման: Սա հանգեցնում է այն բանին, որ դա անհնար է փոխել ջերմահաղորդություն տեսակի միջոցով դոպինգի եւ ստեղծել, օրինակ, P-n-հանգույցը.

Որոշ ամորֆ կիսահաղորդիչների կարող են փոխել իրենց էլեկտրոնային հատկությունները ազդեցության տակ դոպինգի: Բայց դա վերաբերվում է նրանց շատ ավելի պակաս չափով, քան բյուրեղային. Զգայունությունը դոպինգ-ամորֆ տարրեր կարող են բարելավվել է վերամշակող. Ի վերջո, պետք է նշել, որ շնորհիվ երկար եւ քրտնաջան աշխատանքի կեղտ կիսահաղորդիչների այնուամենայնիվ ներկայացնում է մի շարք հատկանիշների լավ արդյունքների:

Վիճակագրությունը էլեկտրոնների կիսահաղորդիչների

Երբ կա թերմոդինամիկական հավասարակշռության, որ մի շարք անցքերի ու էլեկտրոնների որոշվում բացառապես ջերմաստիճանի խմբի կառուցվածքը պարամետրերի եւ կենտրոնացումը էլեկտրականությամբ ակտիվ impurities. Երբ հարաբերակցությունը հաշվարկվում է, ենթադրվում է, որ որոշ մասնիկների կլինի անցկացնելու խմբի (ի ստացողը կամ դոնորական մակարդակով): Նաեւ հաշվի առնել այն հանգամանքը, որ մի մասը կարող է լքել տարածքը Վալանս, եւ այնտեղ ձեւավորվում են բացերը:

ջերմահաղորդություն

Կիսահաղորդիչների, բացի էլեկտրոնները լիցք փոխադրողների կարող է կատարել եւ իոնների. Բայց նրանց էլեկտրական ջերմահաղորդություն շատ դեպքերում աննշան է: Միակ իոնային superprovodniki կարող է առաջացնել մի բացառություն. Այն կիսահաղորդիչների են երեք հիմնական էլեկտրոնի փոխանցում մեխանիզմ:

1. Հիմնական գոտի. Այս դեպքում, էլեկտրոնները շարժման պատճառով փոփոխության իր էներգիայի շրջանակներում թույլատրված տարածքում.
2. Hopping տրանսպորտային տեղայնացված պետությունների:
3. Polaron:

exciton

Անցքը եւ էլեկտրոնի կարող է ձեւավորել մի տպագրված պետություն: Այն կոչվում է Wannier-Mott. Այս դեպքում ֆոտոնի էներգիայի, որը համապատասխանում է կլանում եզրին ընկնում է ահռելի զուգավորում բանաձեւի: Բավարար ինտենսիվության լույսի մեջ կիսահաղորդիչների կարող է ձեւավորել մի զգալի քանակությամբ excitons: Հետ բարձրացման իրենց կոնցենտրացիան խտացնել եւ ձեւի էլեկտրոն-hole հեղուկ.

Մակերեւույթը կիսահաղորդիչների

Այս խոսքերը ցույց են տալիս մի քանի ատոմային շերտեր, որոնք գտնվում են մոտ սահմանի սարքի. Surface հատկությունները տարբեր են զգալի: Ներկայությունը այդ շերտերի խախտում translational համաչափությունը բյուրեղյա. Սա հանգեցնում է, այսպես կոչված, մակերեսային պետությունների եւ polaritons. Զարգացող թեման վերջինս, պետք է լինի ավելի է ասել, եւ այն մասին, որ պատասխանը ուղարկված չէ եւ vibrational ալիքների: Քանի որ իր քիմիական գործունեության թաքնված միկրոսկոպիկ շերտը դուրս մոլեկուլների կամ ատոմների, որոնք ներծծված է շրջակա միջավայրի. Նրանք նաեւ որոշել հատկությունների մի քանի ատոմային շերտերի: Բարեբախտաբար, ստեղծումը ծայրահեղ բարձր վակուումային տեխնոլոգիաների, որոնք են կիսահաղորդչային բաղադրիչներ, թույլ է տալիս ձեռք բերել եւ պահպանել մի քանի ժամվա ընթացքում, մաքուր մակերեւույթի, ինչը դրական է ազդում որակը արտադրանքի.

Կիսահաղորդչային: Ջերմաստիճանը ազդում դիմադրությունը

Երբ ջերմաստիճանը մետաղական ավելանում է, եւ մեծացնում նրանց դիմադրությունը: Հետ կիսահաղորդիչների, որ հակառակն է ճիշտ - նույն պայմաններով, այս տարբերակը նրանք կնվազի: Բանն այն է, որ այստեղ է էլեկտրական ջերմահաղորդություն ցանկացած նյութական (եւ այս բնորոշ հակադարձ համեմատական է դիմադրության) կախված է նրանից, թե վճարովի ընթացիկ կրողներն են, վրա է արագությամբ շարժման մեջ էլեկտրական դաշտի, եւ նրանց թիվը մի միավորի ծավալի նյութական.

Կիսահաղորդչային տարրերի մեծացնում, քանի որ ջերմաստիճանը մեծացնում կոնցենտրացիան մասնիկների, դրանով իսկ մեծացնելով ջերմային ջերմահաղորդություն, եւ դիմադրություն նվազում: Դուք կարող եք ստուգել սա ներկայությամբ պարզ սահմանված երիտասարդ ֆիզիկոսի եւ անհրաժեշտ նյութական, սիլիցիումի կամ germanium, ինչպես նաեւ կարող է ձեռնարկել եւ կազմել է կիսահաղորդչային նրանց. Աճել է ջերմաստիճանի կնվազեցնի նրանց դիմադրությունը: Ստուգելու համար, դուք պետք է համալրում մինչեւ չափման գործիքների, որոնք կարող են տեսնել բոլոր փոփոխությունները: Սա, ընդհանուր առմամբ, այն դեպքն է: Եկեք նայենք մի քանի կոնկրետ մարմնավորումների ընթացքում:

Դիմադրություն եւ էլեկտրաստատիկ իոնացում

Սա պայմանավորված է թունելներ էլեկտրոնների անցնում է շատ նեղ արգելքը, որն ապահովում է մոտավորապես մեկ հարյուրերորդ մասը micrometer. Այն գտնվում է եզրեր է էներգետիկ տիրույթներում: Նրա տեսքը հնարավոր է միայն այն ժամանակ, երբ ճկումից էներգետիկ խմբերի, որը տեղի է ունենում միայն ազդեցության տակ ուժեղ էլեկտրական դաշտի: Մեկ անգամ tunneling տեղի է ունենում (այսինքն, մի քվանտային մեխանիկական ազդեցություն), էլեկտրոնները է անցնել այդ ներուժը պատնեշը նեղ է, եւ դա չի փոխում իրենց էներգիան: Սա ենթադրում է բարձրացնել կոնցենտրացիայի վճարի կրիչների, եւ երկու գոտիներում: անցկացումը եւ Վալանս. Եթե այդ գործընթացը պետք է զարգացնել էլեկտրաստատիկ իոնացման, որ կարող է լինել մի բացվածքը կիսահաղորդչային թունելի. Այս գործընթացի ընթացքում այն կփոխի դիմադրությունը կիսահաղորդիչների: Դա շրջելի, եւ շուտ, քանի որ էլեկտրական դաշտը անջատվում է, բոլոր գործընթացները, որոնք վերականգնվել:

Դիմադրություն եւ ազդեցությունը իոնացում

Այս դեպքում, անցքերի ու էլեկտրոնները են արագացվում մինչեւ փորձարկվել ազատ ճանապարհ ազդեցության տակ ուժեղ էլեկտրական դաշտի այն արժեքները, որոնք նպաստում են իոնացման ատոմների եւ խզել մեկի covalent պարտատոմսերի (առաջնային կամ կեղտ Atom): Ազդեցությունը իոնացում տեղի է ունենում նման է ավալանշ եւ դա ավալանշ բազմապատկել լիցքավորման կրիչների. Այսպիսով, նորաստեղծ անցքեր եւ էլեկտրոնները արագացրել է էլեկտրական հոսանքի: Ներկայիս արժեքը վերջնական արդյունքը բազմապատկվում է գործակցի վրա ազդեցության իոնացման, ինչը թիվը էլեկտրոն-փոս զույգերի, որոնք ձեւավորվում են մեկի վրա գանձում փոխադրողի ճանապարհը հատվածում: Զարգացումը այդ գործընթացի, ի վերջո, հանգեցնում է կիսահաղորդչային էջքի կտրվածքով. Դիմադրությունը կիսահաղորդիչների նույնպես փոխվում է, բայց, քանի որ այն դեպքում, թունելի ի վթարի, շրջելի.

Օգտագործումը կիսահաղորդիչների գործնականում

Առանձնահատուկ կարեւորությունը այդ տարրերի պետք է նշել, որ համակարգչային տեխնոլոգիաների. Գրեթե ոչ մի կասկած, որ դուք չէր լինի հետաքրքրում է այն հարցին, թե ինչ է կիսահաղորդիչներ, եթե ոչ ցանկությունը ինքնուրույն բարձրացնել թեման դրանց օգտագործման համար: Դա անհնար է պատկերացնել աշխատանքը ժամանակակից սառնարանների, հեռուստացույցների, համակարգիչների մոնիտորների առանց կիսահաղորդիչներում: Չեն կարող անել առանց նրանց, եւ առաջադեմ ավտոմոբիլային տեխնիկական: Նրանք օգտագործվում են նաեւ ավիացիոն եւ տիեզերական տեխնոլոգիաների. Հասկանալ, թե ինչ կիսահաղորդիչներ են, թե որքան կարեւոր են նրանք: Իհարկե, մենք չենք կարող ասել, որ դա միայն էական տարրերը մեր քաղաքակրթության, այլեւ թերագնահատել նրանց արժանի չէ:

Օգտագործումը կիսահաղորդիչների գործնականում, շնորհիվ ավելի ու մի շարք գործոններ, այդ թվում, նրանց համատարած նյութերի որից դրանք պատրաստված, եւ հեշտ վերամշակման եւ ստանալու ցանկալի արդյունքի, եւ այլ տեխնիկական հատկանիշները, որոնք դարձնում ընտրությունը գիտնականների, ովքեր աշխատել են էլեկտրոնային սարքավորումների, դադարել է նրանց.

եզրափակում

Մենք մանրամասն ուսումնասիրել է, թե ինչ կիսահաղորդիչներ, թե ինչպես են նրանք աշխատում են. Հիմքը իրենց դիմադրության դրել բարդ ֆիզիկական եւ քիմիական գործընթացները: Եւ դուք կարող եք նկատել, որ փաստերը չեն տալիս, քանի որ հոդվածում նշված լիովին հասկանում է, որ նման կիսահաղորդիչներ, այն պարզ պատճառով, որ գիտությունը չի էլ ուսանել առանձնահատկությունները իրենց աշխատանքի մինչեւ վերջ: Բայց մենք գիտենք, նրանց հիմնական հատկությունները եւ բնութագրեր, որոնք թույլ են տալիս մեզ, որպեսզի դրանք գործնականում. Հետեւաբար, դուք կարող եք որոնել նյութերի եւ կիսահաղորդիչների է փորձարկել նրանց հետ, լինելով զգուշավոր. Ով գիտի, գուցե դուք քնել մեծ հետազոտող?!