خانه > اخبار > اخبار صنعتی

ویژگی های اصلی نیمه هادی ها

2022-06-06

پنج ویژگی اصلی نیمه هادی ها: ویژگی های مقاومت، ویژگی های هدایت، ویژگی های فوتوالکتریک، ویژگی های دمای مقاومت منفی، ویژگی های یکسوسازی.

در نیمه هادی هایی که ساختار کریستالی را تشکیل می دهند، عناصر ناخالصی خاص به طور مصنوعی دوپ می شوند و هدایت الکتریکی قابل کنترل است.

تحت شرایط نور و تابش حرارتی، هدایت الکتریکی آن به طور قابل توجهی تغییر می کند.

شبکه: اتم های موجود در یک کریستال شبکه ای منظم و مرتب در فضا تشکیل می دهند که به آن شبکه می گویند.

ساختار پیوند کووالانسی: یک جفت از بیرونی ترین الکترون ها (یعنی الکترون های ظرفیتی) از دو اتم مجاور نه تنها در اطراف هسته های خود حرکت می کنند، بلکه در مدارهایی که اتم های مجاور به آن تعلق دارند ظاهر می شوند و به الکترون های مشترک تبدیل می شوند و یک پیوند کووالانسی را تشکیل می دهند. کلید

تشکیل الکترون‌های آزاد: در دمای اتاق، تعداد کمی از الکترون‌های ظرفیتی در اثر حرکت حرارتی انرژی کافی به دست می‌آورند تا از پیوندهای کووالانسی جدا شده و به الکترون‌های آزاد تبدیل شوند.

حفره ها: الکترون های ظرفیتی از پیوندهای کووالانسی رها می شوند و به الکترون های آزاد تبدیل می شوند و جای خالی به نام حفره ها بر جای می گذارند.

جریان الکترونی: تحت تأثیر میدان الکتریکی خارجی، الکترون‌های آزاد به صورت جهتی حرکت می‌کنند تا جریان الکترونیکی تشکیل دهند.

جریان حفره: الکترون‌های ظرفیت حفره‌ها را در جهت خاصی پر می‌کنند (یعنی حفره‌ها نیز در یک جهت حرکت می‌کنند) تا جریان حفره ایجاد شود.

جریان نیمه هادی ذاتی: جریان الکترون + جریان حفره. الکترون‌ها و حفره‌های آزاد دارای قطب‌های بار متفاوت هستند و در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

حامل ها: به ذرات حامل بار، حامل می گویند.

ویژگی های الکتریسیته رسانا: هادی الکتریسیته را تنها با یک نوع حامل، یعنی رسانش الکترون آزاد، هدایت می کند.

ویژگی های الکتریکی نیمه هادی های ذاتی: نیمه هادی های ذاتی دو نوع حامل دارند، یعنی الکترون های آزاد و حفره ها هر دو در رسانایی شرکت می کنند.

برانگیختگی درونی: به پدیده ای که در آن نیمه هادی ها الکترون ها و حفره های آزاد را تحت تحریک حرارتی تولید می کنند، تحریک ذاتی می گویند.

نوترکیبی: اگر الکترون‌های آزاد در فرآیند حرکت با حفره‌هایی برخورد کنند، حفره‌ها را پر کرده و همزمان این دو را ناپدید می‌کنند. این پدیده را نوترکیبی می نامند.

تعادل دینامیکی: در دمای معین، تعداد جفت الکترون آزاد و حفره‌ای که در اثر تحریک ذاتی ایجاد می‌شوند، برابر است با تعداد جفت‌های الکترون آزاد و حفره‌ای که برای رسیدن به تعادل دینامیکی دوباره ترکیب می‌شوند.

رابطه بین غلظت حامل ها و دما: دما ثابت است، غلظت حامل ها در نیمه هادی ذاتی ثابت است و غلظت الکترون های آزاد و حفره ها برابر است. هنگامی که دما افزایش می یابد، حرکت حرارتی تشدید می شود، الکترون های آزاد که از پیوند کووالانسی جدا می شوند افزایش می یابد، سوراخ ها نیز افزایش می یابد (یعنی غلظت حامل ها افزایش می یابد) و هدایت الکتریکی افزایش می یابد. هنگامی که دما کاهش می یابد، حامل با کاهش غلظت، هدایت الکتریکی بدتر می شود.