உள்ளார்ந்த செமிகண்டக்டர் மற்றும் வெளிப்புற செமிகண்டக்டர் என்றால் என்ன?

உள்ளார்ந்த செமிகண்டக்டர் மற்றும் வெளிப்புற செமிகண்டக்டர் என்றால் என்ன?

இடையில் இருக்கும் ஒரு பொருளின் மின் சொத்து இன்சுலேட்டர் அத்துடன் இயக்கி ஒரு குறைக்கடத்தி பொருள் என்று அழைக்கப்படுகிறது. குறைக்கடத்திகளின் சிறந்த எடுத்துக்காட்டுகள் Si மற்றும் Ge ஆகும். குறைக்கடத்திகள் இரண்டு வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, அதாவது உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தி மற்றும் வெளிப்புற குறைக்கடத்தி (பி-வகை மற்றும் என்-வகை). உள்ளார்ந்த வகை தூய்மையான குறைக்கடத்தி ஆகும், அதேசமயம் ஒரு விரிவான வகை கடத்தலை உருவாக்குவதற்கான அசுத்தங்களை உள்ளடக்கியது. அறை வெப்பநிலையில், உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் பூஜ்ஜியமாக மாறும், வெளிப்புறமானது சிறிய கடத்துத்திறனாக மாறும். இந்த கட்டுரை உள்ளார்ந்த ஒரு கண்ணோட்டத்தை விவாதிக்கிறது குறைக்கடத்திகள் மற்றும் ஊக்கமருந்து மற்றும் ஆற்றல் இசைக்குழு வரைபடங்களுடன் வெளிப்புற குறைக்கடத்திகள்.



உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தி என்றால் என்ன?

உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தி வரையறை என்னவென்றால், மிகவும் தூய்மையான ஒரு குறைக்கடத்தி ஒரு உள்ளார்ந்த வகை. எனர்ஜி பேண்ட் கருத்தில், இந்த குறைக்கடத்தியின் கடத்துத்திறன் அறை வெப்பநிலையில் பூஜ்ஜியமாக மாறும், இது பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தி எடுத்துக்காட்டுகள் Si & Ge.


உள்ளார்ந்த செமிகண்டக்டர்

உள்ளார்ந்த செமிகண்டக்டர்





மேலே உள்ளவற்றில் ஆற்றல் இசைக்குழு வரைபடம், கடத்தல் இசைக்குழு காலியாக உள்ளது, அதே சமயம் வேலன்ஸ் பேண்ட் முற்றிலும் நிரப்பப்படுகிறது. வெப்பநிலை அதிகரித்தவுடன், அதற்கு சில வெப்ப ஆற்றலை வழங்க முடியும். எனவே வேலன்ஸ் பேண்டிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் வேலன்ஸ் பேண்டிலிருந்து வெளியேறி கடத்தல் இசைக்குழுவை நோக்கி வழங்கப்படுகின்றன.

எனர்ஜி பேண்ட்

எனர்ஜி பேண்ட்



வேலன்ஸ் முதல் கடத்தல் இசைக்குழு வரை செல்லும் போது எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் சீரற்றதாக இருக்கும். படிகத்திற்குள் உருவாகும் துளைகளும் எங்கும் சுதந்திரமாகப் பாயும். எனவே, இந்த குறைக்கடத்தியின் நடத்தை எதிர்மறையான டி.சி.ஆரைக் காண்பிக்கும் ( எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம் ). டி.சி.ஆர் என்றால், வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​பொருளின் எதிர்ப்பு சக்தி குறையும் & கடத்துத்திறன் அதிகரிக்கும்.

ஆற்றல் இசைக்குழு வரைபடம்

ஆற்றல் இசைக்குழு வரைபடம்

வெளிப்புற செமிகண்டக்டர் என்றால் என்ன?

கடத்தி போன்ற ஒரு குறைக்கடத்தியை உருவாக்க, சில அசுத்தங்கள் சேர்க்கப்படுகின்றன, அவை வெளிப்புற குறைக்கடத்தி என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அறை வெப்பநிலையில், இந்த வகையான குறைக்கடத்தி ஒரு சிறிய மின்னோட்டத்தை நடத்துகிறது, இருப்பினும் இது பலவகைகளை உருவாக்க உதவாது மின்னணு சாதனங்கள் . ஆகையால், குறைக்கடத்தியைக் கடத்துவதற்கு, ஊக்கமருந்து செயல்முறை மூலம் பொருளில் சிறிது அளவு பொருத்தமான தூய்மையற்ற தன்மையைச் சேர்க்கலாம்.

வெளிப்புற செமிகண்டக்டர்

வெளிப்புற செமிகண்டக்டர்

ஊக்கமருந்து

ஒரு குறைக்கடத்தியில் தூய்மையற்ற தன்மையைச் சேர்க்கும் செயல்முறை ஊக்கமருந்து என்று அழைக்கப்படுகிறது. பொருளில் சேர்க்கப்படும் தூய்மையற்ற தன்மையை வெளிப்புற குறைக்கடத்தி தயாரிப்பில் கட்டுப்படுத்த வேண்டும். பொதுவாக, ஒரு குறைக்கடத்தியின் 108 அணுக்களில் ஒரு தூய்மையற்ற அணுவைச் சேர்க்கலாம்.


தூய்மையற்ற தன்மையைச் சேர்ப்பதன் மூலம், இல்லை. துளைகள் அல்லது எலக்ட்ரான்களை கடத்தும் வகையில் அதிகரிக்கலாம். உதாரணமாக, ஒரு பென்டாவலண்ட் தூய்மையற்றது தூய்மையான குறைக்கடத்தியில் சேர்க்கப்படும் 5 வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களை உள்ளடக்கியிருந்தால், இல்லை. எலக்ட்ரான்கள் இருக்கும். சேர்க்கப்பட்ட தூய்மையற்ற தன்மையின் அடிப்படையில், வெளிப்புற குறைக்கடத்தியை N- வகை குறைக்கடத்தி மற்றும் பி-வகை குறைக்கடத்தி போன்ற இரண்டு வகைகளாக வகைப்படுத்தலாம்.

உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தியில் கேரியர் செறிவு

இந்த வகை குறைக்கடத்தியில், வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்கள் கோவலன்ட் பிணைப்பை சேதப்படுத்தி, கடத்துக் குழுவில் நகர்ந்தால் இரண்டு வகையான சார்ஜ் கேரியர்கள் துளைகள் மற்றும் இலவச எலக்ட்ரான்கள் போல உருவாக்கப்படும்.
இல்லை. கடத்தல் பட்டைகள் உள்ள ஒவ்வொரு அலகு தொகுதிக்கும் எலக்ட்ரான்கள் இல்லையெனில் இல்லை. வேலன்ஸ் பேண்டிற்குள் உள்ள ஒவ்வொரு யூனிட் தொகுதிக்கும் துளைகள் ஒரு உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தியில் கேரியர் செறிவு என அழைக்கப்படுகிறது. இதேபோல், எலக்ட்ரான் கேரியர் செறிவு இல்லை என்று வரையறுக்கப்படுகிறது. கடத்தல் குழுவிற்குள் ஒவ்வொரு யூனிட் தொகுதிக்கும் எலக்ட்ரான்கள். வேலன்ஸ் பேண்டிற்குள் ஒவ்வொரு யூனிட் தொகுதிக்கும் துளைகள் துளை-கேரியர் செறிவு என அழைக்கப்படுகிறது.

உள்ளார்ந்த வகைகளில், கடத்தல் குழுவிற்குள் உருவாக்கப்படும் எலக்ட்ரான்கள் இல்லை என்பதற்கு சமமாக இருக்கும். வேலன்ஸ் பேண்டிற்குள் உருவாக்கப்படும் துளைகளின். எனவே எலக்ட்ரான் கேரியர்களின் செறிவு துளை-கேரியரின் செறிவுக்கு சமம். எனவே இதை இவ்வாறு கொடுக்கலாம்

ni = n = ப

எலக்ட்ரான் கேரியரின் செறிவு ‘என்’ என்றால், ‘பி’ என்பது துளையின் கேரியரின் செறிவு & ‘நி’ என்பது உள்ளார்ந்த கேரியரின் செறிவு

வேலன்ஸ் பேண்டில், துளையின் செறிவு என எழுதலாம்

பி = என்வி இ - (இஎஃப்-இருக்கிறதுவி) / TOபிடி

கடத்தல் குழுவில், எலக்ட்ரானின் செறிவு என எழுதலாம்

N = P = Nc e - (இசி-இருக்கிறதுஎஃப்) / TOபிடி

மேலே உள்ள சமன்பாட்டில், ‘கேபி’ என்பது போல்ட்ஜ்மேன் மாறிலி

‘டி’ என்பது உள்ளார்ந்த வகை குறைக்கடத்தியின் மொத்த வெப்பநிலை

கடத்தல் குழுவிற்குள் உள்ள மாநிலங்களின் திறமையான அடர்த்தி ‘என்.சி’ ஆகும்.

‘என்வி’ என்பது வேலன்ஸ் பேண்டிற்குள் உள்ள மாநிலங்களின் திறமையான அடர்த்தி.

உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தியின் கடத்துத்திறன்

இந்த குறைக்கடத்தியின் நடத்தை பூஜ்ஜிய டிகிரி வெப்பநிலையில் ஒரு சரியான இன்சுலேட்டரைப் போன்றது. ஏனெனில் இந்த வெப்பநிலையில், கடத்தல் இசைக்குழு காலியாக உள்ளது, வேலன்ஸ் பேண்ட் நிரம்பியுள்ளது மற்றும் கடத்தலுக்கு, கட்டண கேரியர்கள் இல்லை. இருப்பினும், அறை வெப்பநிலையில், வெப்ப ஆற்றல் ஒரு பெரிய எண்ணிக்கையை உருவாக்க போதுமானதாக இருக்கும். எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடிகளின். ஒரு குறைக்கடத்திக்கு ஒரு மின்சார புலம் பயன்படுத்தப்படும்போதெல்லாம், ஒரு திசையில் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் மற்றும் தலைகீழ் திசையில் துளைகள் இருப்பதால் எலக்ட்ரான்கள் பாயும்.

ஒரு உலோகத்திற்கு, தற்போதைய அடர்த்தி இருக்கும் J = nqEµ

துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் காரணமாக தூய குறைக்கடத்திக்குள் தற்போதைய அடர்த்தி கொடுக்கப்படலாம்

Jn = nqEµn

Jp = pqEµ

மேலே உள்ள சமன்பாடுகளில், ‘n’ என்பது எலக்ட்ரான்களின் செறிவு மற்றும் ‘q’ என்பது துளை / எலக்ட்ரானில் உள்ள கட்டணம், ‘p’ என்பது துளைகளின் செறிவு, ‘E’ என்பது பயன்படுத்தப்படும் மின் புலம், ‘µ’n எலக்ட்ரான் இயக்கம் மற்றும் ‘p’p என்பது துளைகளின் இயக்கம்.

முழு மின்னோட்டத்தின் அடர்த்தி

J = Jn + Jp

= nqEµn+ pqEµ

நான் =qE (nµn+ pµ)

J = σE எங்கே, பின்னர் சமன்பாடு இருக்கும்

E ==qE (nµn+ pµ)

= q (nµn+ pµ)

இங்கே ‘σ’ என்பது குறைக்கடத்தியின் கடத்துத்திறன்

இல்லை. எலக்ட்ரான்கள் இல்லை என்பதற்கு சமம். தூய குறைக்கடத்தியில் உள்ள துளைகளின் எனவே n = p = ni

‘நி’ என்பது உள்ளார்ந்த பொருளின் கேரியர் செறிவு, எனவே

ஜெ =q (niµn+ niµ)

தூய குறைக்கடத்தி கடத்துத்திறன் இருக்கும்

σ=q (niµn+ niµ)

σ=qni (n+)

எனவே தூய குறைக்கடத்தியின் கடத்துத்திறன் முக்கியமாக உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தி மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளின் இயக்கம் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

1). ஒரு உள்ளார்ந்த மற்றும் வெளிப்புற குறைக்கடத்தி என்றால் என்ன?

அரைக்கடத்தியின் தூய்மையான வகை உள்ளார்ந்த வகையாகும், வெளிப்புறமானது, குறைக்கடத்தி இதில் அசுத்தங்கள் சேர்க்கப்படலாம்.

2). உள்ளார்ந்த வகையின் எடுத்துக்காட்டுகள் யாவை?

அவை சிலிக்கான் & ஜெர்மானியம்

3). வெளிப்புற குறைக்கடத்திகள் வகைகள் யாவை?

அவை பி-வகை மற்றும் என்-வகை குறைக்கடத்திகள்

4). எலக்ட்ரானிக்ஸ் உற்பத்தியில் ஏன் வெளிப்புற குறைக்கடத்திகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன?

வெளிப்புற வகையின் மின் கடத்துத்திறன் அதிகமாக இருப்பதால் உள்ளார்ந்தவற்றுடன் ஒப்பிடுக. எனவே டிரான்சிஸ்டர்கள், டையோட்கள் போன்றவற்றை வடிவமைப்பதில் இவை பொருந்தும்.

5). உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் என்ன?

ஒரு குறைக்கடத்தியில், அசுத்தங்கள் மற்றும் கட்டமைப்பு குறைபாடுகள் மிகக் குறைந்த செறிவைக் கொண்டிருக்கின்றன, இது உள்ளார்ந்த கடத்துத்திறன் என அழைக்கப்படுகிறது.

எனவே, இது ஒரு உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தியின் கண்ணோட்டம் மற்றும் வெளிப்புற செமிகண்டக்டர் மற்றும் ஊக்கமருந்துடன் ஆற்றல் இசைக்குழு வரைபடம். இங்கே உங்களுக்கு ஒரு கேள்வி உள்ளது, உள்ளார்ந்த வெப்பநிலை என்ன?