사이에 놓인 재료의 전기적 특성 절연체 만큼 잘 운전사 반도체 재료로 알려져 있습니다. 반도체의 가장 좋은 예는 Si와 Ge입니다. 반도체는 진성 반도체와 외인성 반도체 (P 형과 N 형)의 두 가지 유형으로 분류됩니다. 진성 타입은 순수한 종류의 반도체이고 광범위한 타입은 전도성을 만드는 불순물을 포함합니다. 실온에서 고유의 전도도는 0이되고 외부 전도도는 거의 전도되지 않습니다. 이 문서에서는 intrinsic에 대한 개요를 설명합니다. 반도체 및 도핑 및 에너지 밴드 다이어그램이있는 외부 반도체.
Intrinsic Semiconductor 란 무엇입니까?
고유 반도체 정의는 극도로 순수한 반도체가 본질적인 유형이라는 것입니다. 에너지 밴드 개념에서이 반도체의 전도도는 다음 그림과 같이 실온에서 0이됩니다. 고유 반도체 예는 Si & Ge입니다.
고유 반도체
위에서 에너지 밴드 다이어그램에서 전도대는 비어있는 반면 가전 자대는 완전히 채워져 있습니다. 온도가 상승하면 열 에너지가 공급 될 수 있습니다. 따라서 가전 자대에서 나온 전자는 가전 자대를 떠나 전도대를 향해 공급됩니다.
에너지 밴드
원자가에서 전도대까지 도달하는 동안 전자의 흐름은 무작위입니다. 크리스탈 내에 형성된 구멍은 어디에서나 자유롭게 흐를 수 있습니다. 따라서이 반도체의 동작은 음의 TCR ( 저항의 온도 계수 ). TCR은 온도가 상승하면 재료의 저항이 감소하고 전도도가 증가한다는 것을 의미합니다.
에너지 밴드 다이어그램
Extrinsic Semiconductor 란 무엇입니까?
반도체를 전도성처럼 만들기 위해 외부 반도체라고하는 불순물이 첨가됩니다. 상온에서 이런 종류의 반도체는 작은 전류를 전도하지만 다양한 전자 장치 . 따라서 반도체를 전도성으로 만들기 위해 도핑 공정을 통해 소량의 적절한 불순물을 재료에 첨가 할 수 있습니다.
외부 반도체
도핑
반도체에 불순물을 추가하는 과정을 도핑이라고합니다. 재료에 첨가되는 불순물의 양은 외부 반도체 준비에서 제어해야합니다. 일반적으로 하나의 불순물 원자는 반도체의 108 원자에 추가 될 수 있습니다.
불순물을 추가하여 정공 또는 전자의 수를 증가시켜 전도성을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 5가 불순물이 순수 반도체에 추가되는 5가 전자를 포함하는 경우 전자가 존재할 것입니다. 첨가되는 불순물의 종류에 따라 외인성 반도체는 N 형 반도체와 P 형 반도체로 나눌 수 있습니다.
진성 반도체의 캐리어 농도
이러한 유형의 반도체에서 원자가 전자가 공유 결합을 손상시키고 전도대로 이동하면 두 종류의 전하 캐리어가 정공 및 자유 전자와 같이 생성됩니다.
아니. 전도대 내의 각 단위 부피에 대한 전자의 그렇지 않으면 아니오. 가전 자대 내의 각 단위 부피에 대한 홀의 수는 진성 반도체의 캐리어 농도로 알려져 있습니다. 마찬가지로 전자 캐리어 농도는 no. 전도대 내의 각 단위 부피에 대한 전자의 수. 가전 자대 내의 각 단위 부피에 대한 홀의 수를 홀 캐리어 농도라고합니다.
고유 유형에서 전도대 내에서 생성되는 전자는 no. 가전 자대 내에서 생성되는 구멍의 수. 따라서 전자 운반체의 농도는 정공 운반체의 농도와 동일합니다. 따라서 다음과 같이 주어질 수 있습니다.
ni = n = p
여기서 'n'은 전자 캐리어의 농도, 'P'는 정공 캐리어의 농도, 'ni'는 고유 캐리어의 농도입니다.
원자가 밴드에서 구멍의 농도는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
P = Nv e-(E에프-ISV)/에비티
전도대에서 전자의 농도는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
N = P = Nc e-(E씨-IS에프)/에비티
위 방정식에서‘KB’는 볼츠만 상수입니다.
‘T’는 고 유형 반도체의 총 온도입니다.
'Nc'는 전도대 내의 효율적인 상태 밀도입니다.
'Nv'는 가전 자대 내의 효율적인 상태 밀도입니다.
진성 반도체의 전도도
이 반도체의 동작은 온도가 0도에서 완벽한 절연체와 같습니다. 이 온도에서는 전도대가 비어 있고 가전 자대가 가득 차고 전도의 경우 전하 캐리어가 없기 때문입니다. 그러나 상온에서는 열 에너지가 충분하지 않습니다. 전자-정공 쌍의. 반도체에 전기장이 가해지면 전자가 한 방향으로 이동하고 정공이 반대 방향으로 이동하여 전자가 흐르게됩니다.
금속의 경우 전류 밀도는 J = nqEµ
정공과 전자의 흐름으로 인한 순수 반도체 내의 전류 밀도는 다음과 같이 주어질 수 있습니다.
Jn = nqEµ엔
Jp = pqEµ피
위 방정식에서‘n’은 전자의 농도이고‘q’는 정공 / 전자의 전하,‘p’는 정공의 농도,‘E’는인가 된 전계,‘µ’n은 전자 이동성 그리고‘µ’p는 홀 이동도입니다.
전체 전류의 밀도는
J = Jn + Jp
= nqEµ엔+ pqEµ피
I =qE (nµ엔+ pµ피)
J = σE이면 방정식은 다음과 같습니다.
σE ==qE (nµ엔+ pµ피)
σ = q (nµ엔+ pµ피)
여기서‘σ’는 반도체의 전도도입니다.
아니. 전자의 수는 아니오와 같습니다. 순수 반도체의 홀 수이므로 n = p = ni
'ni'는 고유 물질의 캐리어 농도이므로
제이 =q (niµ엔+ niµ피)
순수한 반도체 전도도는
σ=q (niµ엔+ niµ피)
σ=qni (µ엔+ µ피)
따라서 순수 반도체의 전도도는 주로 고유 반도체 및 전자 및 정공 이동성에 따라 달라집니다.
자주 묻는 질문
1). 고유 및 외부 반도체 란 무엇입니까?
순수 유형의 반도체는 고유 유형 인 반면, 외부 유형은 불순물을 추가하여 전도성을 만들 수있는 반도체입니다.
2). 내장형의 예는 무엇입니까?
그들은 실리콘과 게르마늄입니다
삼). 외부 반도체의 유형은 무엇입니까?
P 형 및 N 형 반도체입니다
4) 왜 외인성 반도체가 전자 제품 제조에 사용됩니까?
외부 유형의 전기 전도도는 고유에 비해 높기 때문입니다. 따라서 이들은 트랜지스터, 다이오드 등을 설계하는 데 적용됩니다.
5). 고유의 전도도는 무엇입니까?
반도체에서는 불순물 및 구조적 결함이 극도로 낮은 농도를 가지고있어 고유의 전도도라고합니다.
따라서 이것은 Intrinsic Semiconductor 개요 및 Extrinsic Semiconductor 및 도핑을 사용한 에너지 밴드 다이어그램. 여기에 질문이 있습니다. 내재 온도는 얼마입니까?
