منو
 صفحه های تصادفی
باران
اصل طرد پاولی
جنگ داخلی
گره مغناطیسی
مبانی شیمی تجزیه
اوکراین
مسئول کالیبراسیون
ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش
مصلای خانگی امام کاظم علیه السلام
شهر صنعتی
 کاربر Online
1199 کاربر online

نیم رسانای غیر ذاتی

چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک جامد و الکترونیک > فیزیک الکترونیک

دید کلی

با عمل آلایش می‌توان بلور را طوری تغییر داد که دارای اکثریتی از الکترونها و حفره بشود، به این علت دو نوع نیم رسانا بوجود می‌آید، که نوع n (اکثریت الکترونی) و نوع p (اکثریت حفره‌ای) هستند. هنگامی که بر اثر آلایش در یک بلور ، تراکم حالت تعادل حاملهای آن با تراکم ذاتی حاملها تفاوت داشته باشد، گوییم نیم رسانای غیر ذاتی است.

انواع نیم رسانا

نیم‌رسانای نوع n

ماده دارای ناخالصی‌های دهنده می‌تواند حتی در دماهای خیلی کم که تراکم حاملهای ذاتی قابل توجه نیست، تراکم قابل ملاحظه‌ای از الکترونها در نوار رسانش داشته باشد. بنابراین نیم رسانای ناخالص شده با تعداد قابل توجهی اتم دهنده یک ماده نوع n محسوب می‌شود. برای مثال یک ناخالصی از ستون پنجم جدول تناوبی تولید یک تراز انرژی در نزدیکی نوار رسانش می‌کند. این تراز در صفر درجه کلوین توسط الکترونها پر شده و انرژی گرمایی خیلی کم برای برانگیختن این الکترونها به نوار هدایت لازم است. بنابراین در دماهای بیش از صد درجه کلوین تمام الکترونها در تراز ناخالصی ، به نوار هدایت بخشیده می‌شوند. یک چنین تراز ناخالصی را تراز دهنده و ناخالصی‌های ستون پنجم را ناخالصی‌های دهنده می‌نامند.

نیم رسانای نوع p

آلایش بوسیله ناخالصی‌های پذیرنده می‌تواند یک نیم رسانا با تراکم حفره خیلی بیشتر از تراکم الکترونهای نوار هدایت بوجود آورد، که یک ماده نوع p نامیده می‌شود. اتم‌های ستون سه جدول تناوبی ، ترازهای ناخالصی در نزدیکی نوار ظرفیت بوجود می‌آورند. در دماهای پایین الکترون‌های نوار ظرفیت انرژی گرمایی کافی برای رفتن به تراز ناخالصی و بر جای گذاشتن حفره‌هایی در نوار هدایت را دارا هستند. از آنجایی که این نوع تراز ناخالصی الکترون‌ها را از نوار ظرفیت می‌پذیرند، به آن تراز گیرنده و ناخالصی‌های ستون سوم را ناخالصی‌های گیرنده یا پذیرنده می‌نامند.

اتم های دهنده و پذیرنده در مدل پیوند کووالانسی از یک بلور سیلسیوم

یک اتم بیسموت در شبکه دارای چهار الکترون ظرفیت لازم برای تکمیل پیوند کووالانسی است. به علاوه یک الکترون اضافی است. این الکترون در ساختار پیوندی شبکه جا نگرفته و بنابراین دارای یک پیوند سست با اتم Sb است. مقدار اندکی انرژی گرمایی می‌تواند منجر به غلبه این الکترون اضافی بر پیوند کولنی خود با اتم ناخالصی شده و آن را وارد شبکه کند.

در نتیجه برای شرکت در جریان رسانش آزاد خواهد بود. این روند یک مدل کیفی از برانگیختن الکترون‌ها به خارج از تراز دهنده و به درون نوار هدایت است. بطور مشابه ناخالصی از ستون سوم جدول تناوبی ، تنها دارای سه الکترون ظرفیت برای مشارکت در پیوند کووالانسی است. بنابراین یک پیوند را ناقص می‌گذارد. با اندکی انرژی گرمایی این پیوند ناقص می‌تواند با جابجایی موقعیت الکترون‌های پیوند به اتم‌های دیگر منتقل شود.

اهمیت افزودن ناخالصی‌ها

اهمیت افزودن ناخالصی‌ها هنگامی روشن خواهد شد که در مورد قطعات الکترونیکی ساخته شده از پیوند بین مواد نیم رسانای نوع p , n بحث شود. میزان کنترل خواص الکتریکی نیم رسانا توسط آلایش را می‌توان در اینجا با در نظر گرفتن تغییرات مقاومت نمونه با مقدار آلایش تشریح کرد. برای مثال سیلسیوم تراکم باربرهای ذاتی در دمای معمولی در حدود سانتیمتر است. اگر تعداد ناخالصی در از اهم متر به 5 اهم سانتیمتر تغییر می‌کند.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 16248


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..