Különbség a belső és a külső félvezető között

Belső vagy külső félvezető

Figyelemre méltó, hogy a modern elektronika egyfajta anyagra, félvezetőkre épül. A félvezetők olyan anyagok, amelyek köztes vezetőképessége a vezetők és a szigetelők között van. A félvezető anyagokat az elektronikában már az 1940-es években a félvezető diódák és tranzisztorok feltalálása előtt felhasználták, ám ezt követően a félvezetők hatalmas alkalmazást találtak az elektronika területén. 1958-ban, a texasi műszerek Jack Kilby által az integrált áramkör feltalálása példa nélküli szintre emelte a félvezetők használatát az elektronika területén..

A félvezetők természetesen a szabad töltőhordozóknak köszönhetően vezetőképességgel bírnak. Egy ilyen félvezetőt, egy anyagot, amely természetesen félvezető tulajdonságokat mutat, belső félvezetőnek nevezzük. A fejlett elektronikus alkatrészek kifejlesztéséhez a félvezetőket továbbfejlesztették, hogy nagyobb vezetőképességgel rendelkezzenek olyan anyagok vagy elemek hozzáadásával, amelyek növelik a töltőhordozók számát a félvezető anyagban. Az ilyen félvezetőt külső félvezetőnek is nevezik.

További információ a belső félvezetőkről

Bármely anyag vezetőképességét az okozza, hogy az elektronok a hővezetés által a vezető sávba engednek. Belső félvezetők esetében a kibocsátott elektronok száma viszonylag alacsonyabb, mint a fémekben, de nagyobb, mint a szigetelőkben. Ez lehetővé teszi az anyag átvezetésének nagyon korlátozott áramvezetését. Ha az anyag hőmérséklete megemelkedik, több elektron lép be a vezető sávba, és így a félvezető vezetőképessége is növekszik. A félvezetőben kétféle töltéshordozó létezik: az elektronok a vegyérték-sávba engednek és a megüresedő orbitális csatornák, közismerten lyukak. A belső félvezetőben a lyukak és az elektronok száma egyenlő. Mind az lyukak, mind az elektronok hozzájárulnak az áramláshoz. A potenciálkülönbség alkalmazásakor az elektronok a nagyobb potenciál felé mozognak, a lyukak pedig az alacsonyabb potenciál felé mozognak.

Számos olyan anyag működik, amely félvezetőként működik, és részük elemek, mások vegyületek. A szilícium és a germánium félvezető tulajdonságokkal bíró elemek, míg a gallium-arzenid vegyület. Általában a IV. Csoport elemei, valamint a III. És V. csoport elemeinek vegyületei, mint például a gallium-arzenid, az alumínium-foszfid és a gallium-nitrid, belső félvezető tulajdonságokkal rendelkeznek..

További információ a külső félvezetőkről

Különböző elemek hozzáadásával a félvezető tulajdonságai finomíthatók, hogy nagyobb áramot vezessenek. A hozzáadási folyamat doppingként, míg a hozzáadott anyag szennyeződésekként ismert. A szennyeződések növelik a töltőanyagok számát az anyagban, lehetővé téve a jobb vezetőképességet. A szállított hordozó alapján a szennyeződéseket elfogadó és donor osztályba sorolják. A donorok olyan anyagok, amelyeknek a rácsban nem kötött elektronok vannak, és az elfogadók olyan anyagok, amelyek lyukakat hagynak a rácsban. A IV. Csoportba tartozó félvezetőknél a III. Csoportba tartozó elemek a bór, az alumínium és az V. csoport foszfor és arzén adományozói. A II-V csoport vegyes félvezetőknél a szelén, a tellúr és a berillium, a cink és a kadmium mint donorok.

Ha több akceptor atomot adunk hozzá szennyeződésként, akkor a lyukak száma növekszik, és az anyag pozitív töltéshordozóval rendelkezik, mint korábban. Ezért az akceptor-szennyeződéssel adalékolt félvezetőt pozitív vagy P típusú félvezetőnek nevezzük. Ugyanebben a módon egy donor szennyeződéssel adalékolt félvezetőt, amely az anyagot meghaladja az elektronokat, negatív vagy N típusú félvezetőnek nevezzük..

A félvezetőket különféle típusú diódák, tranzisztorok és kapcsolódó alkatrészek gyártására használják. A lézerek, a fotoelektromos cellák (napelemek) és a fényérzékelők félvezetőket is használnak.

Mi a különbség a belső és a külső félvezetők között??

• Azokat a félvezetőket, amelyek nem adalékolták, belső félvezetőknek, míg a szennyeződésekkel adalékolt félvezető anyagot külső félvezetőnek nevezik..

• A pozitív töltéshordozók (lyukak) és a negatív töltéshordozók száma megegyezik a belső félvezetőkben, míg a szennyeződések hozzáadásával a töltéshordozók száma megváltozik; tehát egyenlőtlen a külső félvezetőkben.

• A belső félvezetők viszonylag alacsonyabb vezetőképességgel bírnak, mint a külső félvezetők.