منو
 کاربر Online
612 کاربر online

حرکت الکترون ها در نیم رساناها

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک جامد و الکترونیک > فیزیک الکترونیک
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک جامد و الکترونیک > فیزیک قطعات نیم هادی
(cached)

دید کلی

جریان الکتریکی در نیم رساناها ، درست مانند فلزات از حرکت الکترونها بوجود می‌آید. ولی شرایط و طبیعت حرکت الکترونها در نیم رساناها اساسا متفاوت است، همین تفاوت خواص الکتریکی ویژه نیم رساناها را توضیح می‌دهد. چگالی عددی الکترونهای آزاد در فلزات خیلی بالاست، بطوری که بیشتر اتمها یونیزه‌اند. رسانش در فلزات عملا به سبب الکترونهای آزاد است. در نیم رساناها که در آنها چگالی عددی الکترونهای آزاد بسیار کم است، فرآیند دیگری را باید به حساب آورد، که می‌تواند در رسانش آنها به همان اندازه نقش مهمی را ایفا کند.



img/daneshnameh_up/b/bc/semiconductor1.JPG

حرکت حاملین بار در نیم رسانا

در نیم رساناها تعداد نسبتا کمی الکترون آزاد از اتمها جدا می‌شوند و آنها را به یون تبدیل می‌کنند. هر یک از این یونها توسط شمار زیادی اتمهای خنثی احاطه شده‌اند. اتمهای خنثی کاملا مجاور یون می‌توانند به آسانی الکترونهایشان را به آن بدهند، در نتیجه یون را به صورت خنثی در بیاورند و خودشان یون بشوند. بنابراین ، در نتیجه این تبادل الکترونها ، جای یونهای مثبت در نیم رسانا عوض می‌شود. به عبارت دیگر ، مثل این است که یون مثبت در نیم رسانا حرکت می‌کند. از این رو همراه با حرکت الکترونهای آزاد ، در نیم رسانا فرآیند دیگری ، یعنی جابجایی بارهای مثبت ، نیز اتفاق می‌افتد.

حرکت حاملین بار در نیم رسانا در حضور میدان خارجی

تا وقتی که میدان الکتریکی بر نیم رسانا اعمال نشده است، فرآیندهای داخلی نیم رسانا کاتوره‌ای هستند بطوری که در میانگین برای هر جابجایی الکترونی در یک راستا جابجایی الکترون دیگری در راستای مخالف متناظر است (همین در مورد جایگاههای باردار مثبت نیز صادق است). اگر میدان اعمال شود، این فرآیندها در راستای مسلطی را کسب می‌کنند، یعنی الکترونهای آزاد در راستای مخالف میدان حرکت می‌کنند در حالیکه جایگاههای مثبت در راستای میدان جابجا می‌شوند. این جابجایی مسلط جریانی در امتداد میدان الکتریکی بوجود می‌آورند و رسانندگی برآیند را این فرآیندها تعیین می‌کنند.


بنابراین ، جایگاههای بار مثبت در راستای مخالف جابجا می‌شوند. زیرا آنها در خلاف جهت حرکت الکترونها حرکت می‌کنند. در نیم رسانا ، الکترونهای آزاد در جهت مخالف میدان الکتریکی حرکت می‌کنند، به علاوه انتقال الکترونها از اتمهای خنثی به یون مثبت صورت می‌گیرد، که هم ارز حرکت یونهای مثبت در امتداد میدان است.

حرکت حفره‌ها در نیم رسانا

در نیم رسانا جایگاه ، جایی که یون مثبت به جای اتم خنثی قرار دارد، حفره نام دارد. گفته می‌شود که در نیم رسانا بخشی از جریان را حرکت الکترونهای آزاد در جهت مخالف میدان درست می‌کنند و بخش دیگر حرکت حفره‌ها در امتداد میدان است. باید بخاطر داشت که در واقع الکترونها حرکت می‌کنند. ولی در نتیجه حرکت الکترونهای از قبل مقید ، از اتمها به یونها ، به نظر می‌رسد که حفره‌های مثبت نیز حرکت می‌کنند. الکترون آزاد ، با برخورد به یک حفره ، می‌تواند با یون مثبت ترکیب شود. در این حالت الکترون آزاد و حفره از بین می‌روند. این فرآیند را ترکیب مجدد حاملین بار گویند.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 13967


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..