Intrinsic and Extrinsic Semiconductor

Belső vagy extrinsic félvezető

Figyelemre méltó hogy a modern elektronika egyfajta anyagon, félvezetőkön alapul. A félvezetők olyan anyagok, amelyek közbenső vezetőképességűek a vezetők és a szigetelők között. Félvezető anyagokat használtak az elektronikában még a félvezető diódák és tranzisztorok 1940-es évek felfedezése előtt is, de azután a félvezetők széles körben alkalmazták az elektronika területén. 1958-ban a Jack Kilby of Texas-eszközök integrált áramkörének találmánya példátlan szinten növelte a félvezetők használatát az elektronika területén.

Természetesen a félvezetők a vezetőképességgel rendelkeznek az ingyenes töltéshordozók miatt. Az ilyen félvezető anyag, amely természetesen félvezető tulajdonságokat mutat, belső félvezetőnek ismert. Fejlett elektronikai alkatrészek fejlesztése érdekében a félvezetőket javították, hogy nagyobb vezetőképességgel járjanak el olyan anyagok vagy elemek hozzáadásával, amelyek növelik a töltőhordozók számát a félvezető anyagban. Az ilyen félvezető extrinsic félvezetőnek ismert.

Bővebb információk a belső félvezetőkről

Minden anyag vezetőképessége az elektromos áramnak köszönhető, amely a hőcserélőhöz vezet. Belső félvezetők esetén a kibocsátott elektronok száma viszonylag alacsonyabb, mint a fémeknél, de nagyobb, mint a szigetelőknél. Ez lehetővé teszi a folyadék áramlásának nagyon korlátozott vezetőképességét az anyagon keresztül. Ha az anyag hőmérséklete nő, akkor több elektron lép be a vezetési sávba, és így a félvezető vezetőképessége is nő. A félvezetőben kétféle töltőhordozó van, a valenciasávba kibocsátott elektronok és az üres orbitálisok, közismert módon a lyukak. A belső félvezetőben lévő lyukak és elektronok száma egyenlő. Mind a lyukak, mind az elektronok hozzájárulnak az áramláshoz. Ha potenciális különbség van, az elektronok a nagyobb potenciál felé haladnak, és a lyukak az alacsonyabb potenciál felé mozognak.

Sok olyan anyag létezik, amely félvezetőként működik, és néhány elem, és néhány vegyület. A szilícium és a germánium félvezető tulajdonságú elemek, míg a gallium-arzén egy vegyület. Általában a IV. Csoportba tartozó elemek és a III. És V. csoportba tartozó vegyületek, mint a gallium-arzén, az alumínium-foszfid és a gallium-nitrid elemei, belső félvezető tulajdonságokat mutatnak.

Bővebben az extrinsic félvezetőkről

A különböző elemek hozzáadásával a félvezető tulajdonságok finomíthatóak, ha több áramot vezetnek.Az adalékanyag doppingként ismert, míg a hozzáadott anyag szennyeződésként ismert. A szennyeződések növelik a töltőhordozók számát az anyagon belül, így jobb vezetőképességet biztosítanak. A szállított hordozóra alapozva a szennyeződéseket akceptorokként és donorokként sorolják be. A donorok olyan anyagok, amelyeknek nincsenek kötve elektronjai a rácson belül, és az akceptorok olyan anyagok, amelyek lyukakat hagynak a rácsban. A IV. Csoportba tartozó félvezetők esetében a III. Csoportba tartozó elemek: a bór, az alumínium akceptorok, míg az V. csoportba tartozó elemek A foszfor és az arzén adományozóként jár el. A II-V csoportba tartozó félvezetők esetében a szelén, a Tellurium adományozóként működik, míg a berillium, a cink és a kadmium akceptorok.

Ha számos akceptor atomot adunk szennyeződésként, akkor a lyukak száma növekedni fog, és az anyagnak pozitív töltéshordozója van, mint korábban. Ezért az akceptor-szennyeződéssel adalékolt félvezető Pozitív típusú vagy P-típusú félvezetőnek nevezzük. Ugyanígy negatív típusú vagy N-típusú félvezetőnek nevezzük az adalékanyaggal szennyezett félvezetőket, amelyek az anyagot meghaladják az elektronok.

A félvezetőket különböző típusú diódák, tranzisztorok és kapcsolódó alkatrészek gyártására használják. A lézerek, a fotovillamos cellák (napelemek) és a fényérzékelők szintén félvezetőket használnak.

Mi a különbség az Intrinsic és Extrinsic Semiconductors között?

• A nem adalékolt félvezetők belső félvezetőként ismeretesek, míg a szennyeződésekkel szennyezett félvezető anyag extrinsic félvezető.
• A pozitív töltéshordozók száma (lyukak) és a negatív töltéshordozók egyenlőek a belső félvezetőkben, míg a szennyeződések hozzáadásával a töltőhordozók száma megváltozik; így egyenlőtlen az extrinsic félvezetőkben.
• A belső félvezetőknek viszonylag alacsonyabb vezetőképessége van, mint az extrinsic félvezetők.