Какво е полупроводникови? съпротивление на полупроводници

Какво е полупроводникови материали? Какви са неговите функции? Какво е физиката на полупроводници? Тъй като те са построени? Какво е проводимостта на полупроводници? Какви са физическите качества, които притежава?

Какво се нарича полупроводници?

Тя се отнася до кристални материали, които не са проводници на електричество, така добре, както правим метали. И все пак тази цифра е по-добре, отколкото са изолатори. Тези характеристики се дължат на броя на мобилните оператори. Ако ние считаме, като цяло, съществува силна привързаност към ядрата. Въпреки това, когато се прилага в проводник няколко атома, например, антимон, който има излишък на електрони, тази позиция ще бъдат коригирани. При използване на индий подготвени елементи с положителен заряд. Всички тези свойства се използват широко в транзистори - специални устройства, които могат да засилят, да блокирате или да преминат на ток само в една посока. Ако ние считаме, NPN тип елемент, може да се наблюдава значително укрепва ролята, която е особено важна при предаването на слаби сигнали.

Конструкции, които имат електрически полупроводници

Проводници имат много свободни електрони. Изолатори те са били едва ли притежават. Полупроводници и също да съдържа определено количество свободни електрони и преминава с положителен заряд, които са готови да приемат освободените частици. И най-важното - всички те извършват електрически ток. Счита преди NPN тип транзистор - не е възможно единична полупроводников елемент. Така че, има повече PNP транзистори и диоди.

Ако говорим за последната дума, тя е елемент, който може да предава сигнали само в една посока. Също така, диодни да конвертирате AC DC да. Какъв е механизмът на тази трансформация? И защо тя се движи само в една посока? Независимо от това, където има ток, електрони и пропуски могат да бъдат или разпръсне, или да отидат напред. В първия случай поради увеличеното предлагане разстояние фураж се прекъсва, и следователно се предават носители отрицателно напрежение само в една посока, т.е. проводимостта на полупроводници е едностранно. В края на краищата, токът може да се предава само ако съставните частици са наблизо. И това е възможно само ако текущата доставка, от една страна. Това са налице видове полупроводници и се използват в момента.

банда структура

Електрически и оптични свойства на проводници, свързани с факта, че при пълнене на енергийните нива на електрони са отделени от възможни състояния на Bandgap. Какви са чертите й? Фактът, че няма нива Bandgap енергия. С примеси и структурни дефекти може да се промени. Висше пълен обхват се нарича валентност. Следван от резолюция, но празен. Тя се нарича проводимост. Физика на полупроводниците - много интересна тема, както и в рамките на статия е добре покрит.

състоянието на електроните

Той използва понятия като броят на разрешения бандата и квази-инерция. Структурата се определя от първата дисперсия. Той казва, че върху него се отразява на енергийната зависимост на quasimomentum. По този начин, ако валентната зона е изцяло запълнена с електрони (които носят заряд в един полупроводник), ние казваме, че няма елементарни възбуждания. Ако по някаква причина, частиците не са, това означава, че е налице положително заредени quasiparticle - мине или дупка. Те са таксата превозвачи в полупроводници в валентната зона.

дегенерат зона

валентната зона в типичен диригент е шесткратно дегенерат. Това е без завъртане орбита взаимодействието и само когато кристалната импулса е равна на нула. Тя може да се разцепи при същото условие за двойно и четворно дегенерат групата. Разстоянието между енергия между тях се нарича енергията на разделянето на спин-орбита.

Примеси и дефекти в полупроводници

Те могат да бъдат електрически неактивен или активни. Използването на първата ви позволява да получите в полупроводници положителен или отрицателен заряд, който може да се компенсира от появата на дупка в валентната зона или електрон в проводимата зона. Неактивните примеси са неутрални, и те имат сравнително малко влияние върху електронните свойства. Освен това, често може да бъде от значение е валентността на които имат атома, които участват в процеса на прехвърляне заряд, и структурата на кристалната решетка.

В зависимост от вида и количеството на примеси може да се промени и съотношението между броя на дупки и електрони. Ето защо, полупроводникови материали трябва винаги да бъдат внимателно подбрани, за да се постигне желания резултат. Това се предхожда от голям брой изчисления, и впоследствие експериментите. Частиците, които най-наречените мажоритарни превозвачи, са малцинство.

Дозират въвеждане на примеси в устройството за полупроводникови позволява да се получат желаните свойства. Дефекти в полупроводници могат също да бъдат неактивни или активна електрическа състояние. Важно тук е дислокация, интерстициална атом и свободно място. Течни и некристални проводници реагират примеси различно от кристален. Липсата на твърда структура в крайна сметка води до това, което се премества атома придобива различна валентност. Тя ще бъде различен от този, с който първоначално е бил насища своите връзки. Atom става нерентабилно да се даде или да прикачите електрона. В такъв случай, тя става неактивна, а оттам и полупроводници примеси имат по-големи шансове за провал. Това води до факта, че е невъзможно да се променя типа на проводимост чрез допинг и да се създаде, например, р-п-възел.

Някои аморфни полупроводници могат да променят техните електронни свойства под влиянието на допинга. Но това се отнася към тях в много по-малка степен, отколкото да се кристална. Чувствителност към допинг аморфни елементи могат да бъдат подобрени чрез преработка. В крайна сметка, трябва да се отбележи, че поради дългите и упорита работа на примеси полупроводници въпреки това поражда редица характеристики с добри резултати.

Статистика на електроните при полупроводници

Когато е налице термодинамично равновесие, броят на дупки и електрони се определя изключително от температурата на параметрите на лента структура и концентрацията на електрически активни примеси. Когато се изчислява съотношението, смята се, че някои от частиците ще бъде в диапазон от проводимост (в акцептор или донор ниво). Има също така взема под внимание факта, че част може да напусне територията на валенция, и там се формират пропуски.

проводимост

В полупроводници, освен електрони като носители на заряд може да изпълнява и йони. Но тяхната електрическа проводимост в повечето случаи незначително. Единственият йонна superprovodniki може да предизвика изключение. Полупроводниците три основни механизма електронен трансфер:

1. Основната зона. В този случай, електроните в движение се дължи на промяната на своята енергия в рамките на разрешената зона.
2. Hopping транспорт на локализирани състояния.
3. Polaron.

екситона

Дупката и електрона, могат да образуват свързано състояние. Тя се нарича Wannier-Мот. В този случай на фотонна енергия, която съответства на ръба на абсорбция пада върху величината на резолюцията на свързване. С достатъчна интензивност на светлината в полупроводници може да се образува значително количество excitons. С увеличаване на тяхната концентрация конденз и форма електрон-дупка течност.

Повърхността на полупроводника

Тези думи показват няколко атомни слоеве, които се намират в близост до границата на устройството. Повърхностните свойства, различни от по-голямата част. Наличието на тези слоеве разгражда транслационно симетрия на кристала. Това води до така наречените повърхностни състояния и polaritons. Развитие на темата на последното, трябва да бъде повече, за да разкаже и за спина и вибрационните вълни. Поради своята химическа активност крие микроскопско повърхностен слой извън молекули или атоми, които са адсорбирани от околната среда. Те също така се определят свойствата на няколко атомни слоеве. За щастие, създаването на ултра-висок вакуум технология, в които са полупроводникови елементи, позволява да се получи и поддържа в продължение на няколко часа, чиста повърхност, което влияе положително на качеството на продуктите.

Semiconductor. Температура влияе на съпротивлението

Когато температурата на металните увеличава и увеличава тяхната устойчивост. С полупроводници, точно обратното е вярно - при същите условия, тази възможност, те ще намалее. Важното в случая е, че електропроводимостта на всеки материал (и тази характеристика обратно пропорционална на съпротивлението) зависи от това дали зарядния ток носители са, от скоростта на движение в електрическо поле, и на техния брой в единица обем от материала.

Елементите на полупроводникови увеличава, тъй като температурата се увеличава концентрацията на частици, което води до повишаване на топлопроводимост и съпротивлението намалява. Можете да проверите това в присъствието на прост набор млад физик и необходимите материали - силиций или германий, също могат да бъдат взети и изработени от тях полупроводници. Увеличаването на температурата ще намали тяхната съпротива. За да проверите това, което трябва да се запасите на измервателните уреди, които ще виждат всички промени. Това обикновено се случва. Нека да разгледаме няколко специфични изпълнения.

Устойчивост и електростатичен йонизация

Това се дължи на тунелиране на електрони, преминаващи през много тесен бариера, която осигурява около една стотна от микрометър. Той е разположен между краищата на енергийни ленти. Външният му вид е възможно само при огъване енергийни групи, които се провежда само под въздействието на силно електрическо поле. След като се появява тунелиране (това е квантов механичен ефект), електроните преминават през потенциалната бариера е тесен, а това не променя тяхната енергия. Това води до увеличаване на концентрацията на носители на заряд, и в двете зони: провеждане и валентност. Ако този процес е да се развие електростатично йонизация, не може да има разбивка на тунела на полупроводници. По време на този процес, тя ще се промени съпротивлението на полупроводника. Това е обратим, и веднага след като електрическото поле е изключено, всички процеси са възстановени.

Устойчивост и йонизация с електронен удар

В този случай отворите и електроните се ускоряват до тествани свободен път под влиянието на силно електрическо поле на стойностите, които допринасят за йонизация на атомите и разкъсване на една от ковалентни връзки (първични или примес атом). ударна йонизация се случва като лавина и го умножете лавинните превозвачи такса. По този начин новосъздадените дупки и електрони, ускорени от електрическия ток. Текущата стойност в крайния резултат се умножава по коефициент на йонизация въздействие, което е броят на електрон-дупка двойки, които са оформени върху една от сегмент път на зареждане носител. Развитието на този процес в крайна сметка води до лавина полупроводникови разбивка. Устойчивостта на полупроводници също се променя, но, като в случай на авария тунел, обратимо.

Използването на полупроводници в практиката

Особеното значение на тези елементи трябва да се отбележи в областта на компютърните технологии. Почти няма съмнение, че не се интересува от въпроса за това, което е полупроводниците, ако не и желанието да се повиши независимо темата с тяхната употреба. Невъзможно е да си представим работата на модерни хладилници, телевизори, компютърни монитори без полупроводници. Не може да се направи без тях, и напреднали автомобилната техника. Те се използват и в авиацията и космическите технологии. Разберете какво полупроводници са, колко важни са те? Разбира се, не можем да кажем, че това е само най-основните елементи на нашата цивилизация, но и не подценявайте тях не си струва.

Използването на полупроводници на практика, поради все повече и от редица фактори, сред които са широко разпространени на материалите, от които са направени, и лекота на обработка и да се получи желания резултат, и други технически характеристики, които правят избора на учените, които са работили на електронното оборудване, спря тях.

заключение

Разгледахме подробно какво полупроводници, как те работят. В основата на тяхната устойчивост определени комплексни физически и химически процеси. И вие можете да забележите, че фактите не дават, както е описано в член напълно разбирам, че тези полупроводници, по простата причина, че науката дори не е учил особеностите на работата си до края. Но ние знаем техните основни свойства и характеристики, които ни позволяват да ги приложат на практика. Следователно, можете да търсите материали и полупроводници да експериментират с тях, като внимавате. Кой знае, може би в теб задреме велик изследовател?!