आंतरिक अर्धचालक और बाह्य अर्धचालक क्या है?

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एक सामग्री की विद्युत संपत्ति जो बीच में होती है इन्सुलेटर साथ ही साथ चालक एक अर्धचालक सामग्री के रूप में जाना जाता है। अर्धचालक का सबसे अच्छा उदाहरण सी और जीई हैं। अर्धचालक को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है, अर्थात् आंतरिक अर्धचालक और बाह्य अर्धचालक (पी-प्रकार और एन-प्रकार)। आंतरिक प्रकार शुद्ध अर्धचालक है, जबकि एक व्यापक प्रकार में प्रवाहकीय बनाने के लिए अशुद्धियां शामिल हैं। कमरे के तापमान पर, आंतरिक की चालकता शून्य हो जाएगी जबकि बाहरी प्रवाहकीय थोड़ा प्रवाहकीय हो जाएगा। इस लेख में आंतरिक के अवलोकन पर चर्चा की गई है अर्धचालकों और डोपिंग और ऊर्जा बैंड आरेखों के साथ बाह्य अर्धचालक।

आंतरिक अर्धचालक क्या है?

स्वाभाविक सेमीकंडक्टर परिभाषा है, एक अर्धचालक जो बेहद शुद्ध है, एक आंतरिक प्रकार है। ऊर्जा बैंड अवधारणा पर, इस अर्धचालक की चालकता कमरे के तापमान पर शून्य हो जाएगी जिसे निम्नलिखित आंकड़े में दिखाया गया है। आंतरिक अर्धचालक उदाहरण सी एंड जीई हैं।




आंतरिक सेमीकंडक्टर

आंतरिक सेमीकंडक्टर

ऊपरोक्त में ऊर्जा बैंड आरेख, चालन बैंड खाली है जबकि वैलेंस बैंड पूरी तरह से भरा हुआ है। एक बार तापमान बढ़ने के बाद, कुछ ऊष्मा ऊर्जा को इसकी आपूर्ति की जा सकती है। तो वैलेंस बैंड से इलेक्ट्रॉनों को वैलेंस बैंड को छोड़कर कंडक्शन बैंड की ओर आपूर्ति की जाती है।



ऊर्जा बैंड

ऊर्जा बैंड

वैलेंस से कंडक्शन बैंड तक पहुंचने के दौरान इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह यादृच्छिक होगा। क्रिस्टल के भीतर बनने वाले छिद्र स्वतंत्र रूप से कहीं भी बह सकते हैं। तो, इस अर्धचालक का व्यवहार एक नकारात्मक TCR दिखाएगा ( तापमान प्रतिरोध का गुणांक ) है। TCR का मतलब है, जब तापमान बढ़ता है, तो सामग्री की प्रतिरोधकता कम हो जाएगी और चालकता बढ़ जाएगी।

ऊर्जा बैंड आरेख

ऊर्जा बैंड आरेख

एक्सट्रिंसिक सेमीकंडक्टर क्या है?

प्रवाहकीय जैसे अर्धचालक बनाने के लिए, फिर कुछ अशुद्धियों को जोड़ा जाता है जिसे बाह्य अर्धचालक कहा जाता है। कमरे के तापमान पर, इस तरह के सेमीकंडक्टर एक छोटे से वर्तमान का संचालन करेंगे, लेकिन यह विभिन्न प्रकार के बनाने में सहायक नहीं है इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों । इसलिए, अर्धचालक प्रवाहकीय बनाने के लिए, डोपिंग प्रक्रिया के माध्यम से उपयुक्त अशुद्धता की थोड़ी मात्रा को सामग्री में जोड़ा जा सकता है।

बाहरी सेमीकंडक्टर

बाहरी सेमीकंडक्टर

डोपिंग

अर्धचालक को अशुद्धता जोड़ने की प्रक्रिया को डोपिंग के रूप में जाना जाता है। सामग्री में जो अशुद्धता की मात्रा जोड़ी जाती है, उसे बाहरी अर्धचालक तैयारी में नियंत्रित करना होता है। सामान्य तौर पर, अर्धचालक के 108 परमाणुओं में एक अशुद्धता परमाणु जोड़ा जा सकता है।


अशुद्धता को जोड़कर, नहीं। इसे प्रवाहकीय बनाने के लिए छिद्रों या इलेक्ट्रॉनों को बढ़ाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि एक पेंटावैलेंट अशुद्धता में 5 वैलेंस इलेक्ट्रॉन शामिल हैं जो एक शुद्ध अर्धचालक में जोड़े जाते हैं तो नहीं। इलेक्ट्रॉनों का अस्तित्व होगा। जोड़े गए अशुद्धता के प्रकार के आधार पर, बाहरी सेमीकंडक्टर को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है जैसे एन-टाइप सेमीकंडक्टर और पी-टाइप सेमीकंडक्टर।

आंतरिक सेमीकंडक्टर में वाहक एकाग्रता

इस प्रकार के अर्धचालक में, एक बार वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को सहसंयोजक बंधन को नुकसान पहुंचाते हैं और दो प्रकार के चार्ज वाहक की तुलना में चालन बैंड में चले जाते हैं, छेद और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की तरह उत्पन्न होंगे।
नहीं। इलेक्ट्रॉनों की प्रत्येक इकाई की मात्रा के लिए चालन बैंड के भीतर अन्यथा नहीं। वैलेंस बैंड के भीतर प्रत्येक इकाई मात्रा के लिए छेद एक आंतरिक अर्धचालक में वाहक एकाग्रता के रूप में जाना जाता है। इसी प्रकार, इलेक्ट्रॉन वाहक सांद्रता को सं। प्रत्येक इकाई के लिए इलेक्ट्रॉनों की चालन बैंड के भीतर वॉल्यूम जबकि नहीं। वैलेंस बैंड के भीतर प्रत्येक यूनिट वॉल्यूम के लिए छेद को छेद-वाहक एकाग्रता के रूप में जाना जाता है।

आंतरिक प्रकार में, जो इलेक्ट्रॉन चालन बैंड के भीतर उत्पन्न होते हैं, वे नहीं के बराबर हो सकते हैं। छेद जो वैलेड बैंड के भीतर उत्पन्न होते हैं। इसलिए इलेक्ट्रॉन वाहक की एकाग्रता छेद-वाहक की एकाग्रता के बराबर है। तो यह दिया जा सकता है

ni = n = p

जहां ‘n’ इलेक्ट्रॉन वाहक की एकाग्रता है, is P ’छेद के वाहक की एकाग्रता है और the n’ आंतरिक वाहक की एकाग्रता है

वैलेंस बैंड में, छेद की एकाग्रता के रूप में लिखा जा सकता है

पी = एनवी ई - (ई)एफ-हैवी)/सेवा मेरेटी

चालन बैंड में, इलेक्ट्रॉन की एकाग्रता के रूप में लिखा जा सकता है

एन = पी = एनसी ई - (ई)सी-हैएफ)/सेवा मेरेटी

उपरोक्त समीकरण में, 'केबी' बोल्ट्जमैन स्थिरांक है

'टी' आंतरिक प्रकार के अर्धचालक का कुल तापमान है

‘Nc’ चालन बैंड के भीतर राज्यों का कुशल घनत्व है।

'Nv' वेलेंस बैंड के भीतर राज्यों का कुशल घनत्व है।

आंतरिक अर्धचालक की चालकता

इस अर्धचालक का व्यवहार शून्य डिग्री तापमान पर एक सही इन्सुलेटर की तरह है। क्योंकि इस तापमान पर, कंडक्शन बैंड खाली है, वैलेंस बैंड भरा हुआ है और चालन के लिए, कोई चार्ज वाहक नहीं हैं। हालांकि, कमरे के तापमान पर, थर्मल ऊर्जा एक विशाल संख्या बनाने के लिए पर्याप्त हो सकती है। इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े की। जब भी किसी विद्युत क्षेत्र को सेमीकंडक्टर पर लगाया जाता है, और तब इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉनों की गति एक दिशा में होती है और रिवर्स दिशा में छेद होते हैं।

एक धातु के लिए, वर्तमान घनत्व होगा जे = nqE =

छेद और इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के कारण एक शुद्ध अर्धचालक के भीतर वर्तमान घनत्व के रूप में दिया जा सकता है

जं = nqEµएन

जेपी = pqEµपी

उपरोक्त समीकरणों में, ’n 'इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता है और is q' छेद / इलेक्ट्रॉन पर आवेश है, 'p' छिद्रों की सांद्रता है, 'E' लागू विद्युत क्षेत्र है,‘ nnn है। इलेक्ट्रॉन की गतिशीलता और and ‘p छिद्रों की गतिशीलता है।

पूरे करंट का घनत्व है

जे = जेएन + जेपी

= nqEµएन+ pqE pपी

म =qE (nE)एन+ pµपी)

जहां J = σE, तब समीकरण होगा

σE == =qE (nE)एन+ pµपी)

µ = q (nµ)एन+ pµपी)

यहाँ Here। 'अर्धचालक की चालकता है

नहीं। इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर हैं। शुद्ध अर्धचालक में छेद तो n = p = ni

'नी' आंतरिक सामग्री की वाहक एकाग्रता है, इसलिए

जे = =q (ni ()एन+ ni nपी)

शुद्ध अर्धचालक चालकता होगी

σ= =q (ni ()एन+ ni nपी)

σ= =कनी (µ)एन+ µपी)

तो शुद्ध अर्धचालक की चालकता मुख्य रूप से आंतरिक अर्धचालक और इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों की गतिशीलता पर निर्भर करती है।

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। एक आंतरिक और बाह्य अर्धचालक क्या है?

शुद्ध प्रकार का सेमीकंडक्टर आंतरिक प्रकार का होता है जबकि बाहरी प्रकार का होता है, सेमीकंडक्टर जिसमें अशुद्धियों को जोड़ा जा सकता है ताकि इसे प्रवाहकीय बनाया जा सके।

२)। आंतरिक प्रकार के उदाहरण क्या हैं?

वे सिलिकॉन और जर्मेनियम हैं

३)। बाह्य अर्धचालकों के प्रकार क्या हैं?

वे पी-प्रकार और एन-प्रकार अर्धचालक हैं

4)। इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माण में बाहरी बाह्य अर्धचालक का उपयोग क्यों किया जाता है?

क्योंकि बाह्य प्रकार की विद्युत चालकता की आंतरिकता से तुलना की जाती है। इसलिए ये ट्रांजिस्टर, डायोड आदि डिजाइन करने में लागू होते हैं।

५)। आंतरिक की चालकता क्या है?

एक अर्धचालक में, अशुद्धियों और संरचनात्मक दोषों की एक बहुत कम एकाग्रता होती है जिसे आंतरिक की चालकता के रूप में जाना जाता है।

इस प्रकार, यह सब एक के बारे में है आंतरिक अर्धचालक का अवलोकन और डोपिंग के साथ बाह्य सेमीकंडक्टर और ऊर्जा बैंड आरेख। यहां आपके लिए एक सवाल है कि आंतरिक तापमान क्या है?