¿Que é un semicondutor? semicondutor resistencia

¿Que é un material semicondutor? Cales son as súas características? Que é a física de semicondutores? Como son construídos? Cal é a condutividade de semicondutores? Cales son os atributos físicos que posúen?

O que se chama de semicondutores?

Refírese a cristalino materiais que non conducen electricidade, así como o fan os metais. Con todo, este número é mellor que son illantes. Estas características son debido ao número de operadores de telefonía móbil. Se consideramos, en xeral, existe unha forte conexión aos núcleos. Con todo, cando administrados nun condutor varios átomos, por exemplo, antimonio, que ten un exceso de electróns, esta posición será corrixido. Cando utilizando indio preparado elementos cunha carga positiva. Todas estas propiedades son amplamente usadas en transistores - dispositivos especiais, os cales poden mellorar, bloquear ou pasar unha corrente en só unha dirección. Se consideramos o elemento NPN-tipo, pódese observar considerablemente reforza o papel que é especialmente importante na transmisión de sinais débiles.

características de deseño que teñen electricamente semicondutores

Condutores teñen unha morea de electróns libres. Illados eran dificilmente posúen. Semicondutores e tamén conter unha certa cantidade de electróns libres e pasa cunha carga positiva, que están listas para aceptar as partículas liberadas. E o máis importante - todos eles cargaban unha corrente eléctrica. Considerado anteriormente NPN-tipo transistor - non é posible único elemento semicondutor. Así, hai máis PNP-transistores e diodos.

Se falamos sobre o último resumo, é un elemento que pode transmitir sinais nunha única dirección. Ademais, o diodo pode converter AC para DC. Cal é o mecanismo desta transformación? E por que se move nunha única dirección? Independentemente de onde hai unha corrente, electróns e os ocos poden ou dispersar, ou ir para adiante. No primeiro caso, debido ao aumento da distancia de subministración de alimentos é interrompida, e, polo tanto, son transmitidos transportadoras tensión negativa en só unha dirección, é dicir, a condutividade de semicondutores é unilateral. Despois de todo, a cadea pode ser transmitido só as partículas constituíntes están por preto. E iso só é posible se a oferta actual de un lado. Estes son existen tipo de semicondutores e son usados na actualidade.

estrutura de banda

As propiedades eléctricas e ópticas de condutores asociados co feito de que, cando se enche os niveis de enerxía de electróns son separados dos estados posibles da banda prohibida. Cales son as súas características? O feito de que non hai niveis de enerxía bandgap. Con impurezas e defectos estruturais que poden ser modificados. Maior banda completa é chamada de Valencia. Seguido por unha resolución, pero baleiro. El é chamado a banda de condución. Física de semicondutores - un tema moi interesante, e no marco do artigo é ben cuberto.

Estado dos electróns

Usa conceptos tales como o número da pista permitida eo case-momentum. A estrutura é determinado por primeira dispersión. Di que sobre ela afecta a dependencia enerxética do quasimomentum. Así, se a banda de valencia é completamente cuberto por electróns (que levan unha carga nun semicondutor), dicimos que non hai excitacións elementais. Se, por algún motivo, as partículas non son, iso significa que hai unha quasiparticle cargado positivamente - pasar ou furado. Son os portadores de carga en semicondutores na banda de valencia.

zona dexenerada

A banda de Valencia nun condutor típico é dexenerada seis veces. Isto é contar a interacción spin-órbita e só cando o impulso de cristal é cero. Pode ser clivado baixo as mesmas condicións para a banda dexenerada dobre e quádrupla. O paso de enerxía entre eles chámase enerxía da división de spin-órbita.

As impurezas e defectos en semicondutores

Poden ser electricamente inactiva ou activa. Usando o primeiro permite que obteña en semicondutores carga positiva ou negativa, o que pode ser compensado polo xurdimento dun buraco na banda de valencia é un electrón na banda de condución. impurezas inactivos son neutros, e eles teñen relativamente pouca influencia sobre as propiedades electrónicas. Ademais, moitas veces pode ser de importancia é a Valencia dos átomos que teñen que toman parte no proceso de transferencia de carga, ea estrutura de rede cristalina.

En función do tipo e cantidade de impurezas poden cambiar ea razón entre o número de orificios e electróns. Polo tanto, os materiais semicondutores deben sempre ser coidadosamente seleccionadas para conseguir o resultado desexado. Este é precedido por un gran número de cálculos, e, subsecuentemente, as experiencias. Partículas que máis chamados portadores maioritarios, son minoría.

introdución dosificada de impurezas na unidade semicondutor permite obter as propiedades desexadas. Defectos en semicondutores poden ser activos ou inactivos condición eléctrica. Importante aquí é o desprazamento, átomo intersticial e unha praza. condutores líquidos e non cristalinas reaccionar impurezas de forma diferente do que cristalino. A falta dunha estrutura ríxida, finalmente, resulta no que se moveu o átomo de adquire unha valencia diferentes. Será distinto do co que foi orixinalmente impregna os seus lazos. Atom pasa a ser inútil para dar ou achegar o electrón. Neste caso, torna-se inactivo e, polo tanto, os semicondutores de impureza teñen maiores posibilidades de fracaso. Isto leva ao feito de que é imposible cambiar o tipo de conducta mediante dopagem e para crear, por exemplo, p-n-intersección.

Algúns semicondutores amorfos pode cambiar as súas propiedades electrónicas baixo a influencia de dopaxe. Pero trata-los moito menor grao que a cristalina. Sensibilidade á dopagem elementos amorfos pode ser mellorada a través do procesamento. En definitiva, hai que mencionar que, debido ás longas e duras semicondutores de impureza de traballo, con todo, presenta unha serie de características con bos resultados.

Estadísticas de electróns no semicondutor

Cando hai un equilibrio termodinámico, o número de orificios e electróns é determinada exclusivamente pola temperatura dos parámetros da estrutura de banda ea concentración de impurezas electricamente activas. Cando a proporción é calculada, crese que algunhas das partículas estará na banda de condución (no nivel aceitador ou doador). Tamén é tido en conta o feito de que a parte pode deixar o territorio da Valencia, e non son formados lagoas.

condutividade

Nos semicondutores, ademais de electróns como portadores de carga pode realizar e ións. Pero a súa condutividade eléctrica na maioría dos casos insignificante. O único superprovodniki iónico pode causar unha excepción. Os semicondutores son tres mecanismos de transferencia de electróns principal:

1. A zona principal. Neste caso, os electróns en movemento debido ao cambio da súa enerxía dentro dunha área permitida.
2. Hopping transporte de Estados localizados.
3. Polaron.

éxciton

O orificio ea electrónica poden formar un estado conectado. El é chamado Wannier-Mott. Neste caso, a enerxía dos fotóns, o que corresponde a un borde de absorción cae sobre a magnitude da resolución de acoplamento. Con suficiente intensidade de luz en semicondutores pode formar unha cantidade significativa de excits. Cun aumento na súa concentración e condensa forma líquida electrón-oco.

A superficie do semicondutor

Estas palabras indican varias capas atómicas, que están situados preto do límite do dispositivo. As propiedades de superficie diferentes a partir da masa. A presenza destas capas quebra simetría de translación do cristal. Isto leva aos chamados estados de superficie e polaritons. Desenvolvendo o tema deste último, debe ser máis que contar e sobre a rotación e ondas vibracionais. Debido á súa actividade química agochar capa de superficie microscópica fóra de moléculas ou átomos que foron adsorvidos dende o ambiente. Eles determinan as propiedades das poucas capas atómicas. Afortunadamente, a creación de tecnoloxía de baleiro Ultra-alto, no que son compoñentes semicondutores, permite obter e manter durante varias horas, a superficie limpa, o que afecta positivamente a calidade dos produtos.

Semiconductor. A temperatura afecta a resistencia

Cando a temperatura do metal aumenta, e aumenta a súa resistencia. Con semicondutores, o contrario é certo - nas mesmas condicións, esta opción van diminuír. O importante aquí é que a condutividade eléctrica en calquera material (e esta característica inversamente proporcional á resistencia) depende do feito dos portadores de corrente de carga son, sobre a velocidade de movemento no campo eléctrico, e do seu número nunha unidade de volume de material.

Os elementos semicondutores aumenta a medida que a temperatura aumenta a concentración de partículas, aumentando así a condutividade térmica e resistencia diminúe. Podes comprobar que en presenza de mozo físico simple conxunto eo material necesario - silicio ou xermanio, tamén pode ser tomado e feito dun semicondutor-los. Un aumento na temperatura pode reducir a súa resistencia. Para comprobar isto, ten que para almacenar os instrumentos de medida que vai ver todos os cambios. Este é xeralmente o caso. Imos ollar para un par de realizacións concretas.

Resistencia e ionización electrostática

Isto é debido ao encapsulamento de electróns que pasan a través dunha barreira moi estreita que proporciona aproximadamente un centésimo micrómetros. Sitúase entre os bordos das bandas de enerxía. A súa aparencia só é posible cando dobra bandas de enerxía, o que ocorre só baixo a influencia dun campo eléctrico forte. Xa que se produce túnel (que é un efecto da mecánica cuántica), os electróns pasar a través da barreira potencial é estreito, e iso non cambia a súa enerxía. Isto implica un aumento na concentración de portadores de carga, e en ambas as zonas: a condución e de Valencia. Se o proceso está a desenvolver a ionización electrostática, pode haber unha ruptura do túnel de semicondutores. Durante este proceso, que vai cambiar a resistencia do semicondutor. É reversible, e logo que o campo eléctrico é desactivado, todos os procesos son restauradas.

Resistencia ó impacto e ionización

Neste caso, os orificios e os electróns son acelerados ata seren probados camiño libre baixo a influencia dun campo eléctrico forte para os valores que contribúen á ionización dos átomos ea rotura dunha das conexións covalentes (primarias ou un átomo de impureza). ionización de impacto ocorre como unha avalancha e avalancha portadores de carga multiplícanse. Así, os buracos e electróns recén creados acelerado pola corrente eléctrica. O valor da corrente no resultado final é multiplicado por un coeficiente de ionización de impacto, que é o número de pares de electrón-oco que forman nun dos segmentos de camiño de portador de carga. O desenvolvemento deste proceso, finalmente, leva á desagregación de semicondutores avalancha. A resistencia de semicondutores tamén está cambiando, pero, como no caso de avaría do túnel, reversible.

O uso de semicondutores na práctica

A importancia particular destes elementos debe ser notado en tecnoloxía de ordenador. Case ningunha dúbida que non estaría interesado na cuestión do que é dos semicondutores, se non o desexo de elevar de forma independente o tema co seu uso. É imposible imaxinar o traballo de refrixeradores modernos, televisores, monitores de ordenador sen semicondutores. non pode facer sen eles, e enxeñaría automotiva avanzada. Eles tamén son usados en tecnoloxía de aviación e do espazo. Entender o que os semicondutores son, como son importantes? Por suposto, non podemos dicir que é só os elementos esenciais da nosa civilización, pero tamén subestimar-los non paga a pena.

O uso de semicondutores na práctica, debido a máis e unha serie de factores, entre eles a xeneralizada dos materiais de que están feitas, e facilidade de procesamento e para obter o resultado desexado, e outras características técnicas que fan que a elección dos científicos que traballaron no equipo electrónico, os detivo.

conclusión

Nós examinamos en detalle o que os semicondutores, como eles funcionan. A base da súa resistencia previsto procesos físicos e químicos complexos. E pode entender que os feitos non dar como descrito no artigo entender completamente que eses semicondutores, pola simple razón de que a ciencia non ten sequera estudou as particularidades do seu traballo ata o final. Pero sabemos as súas propiedades e características básicas, o que nos permite poñer-los en práctica. Polo tanto, pode buscar materiais e semicondutores para experimentar con eles, ser coidadoso. Quen sabe, quizais en ti cochila gran investigador!