Різниця між внутрішнім і зовнішнім напівпровідником

Внутрішнє проти зовнішнього напівпровідника

Примітно, що сучасна електроніка базується на одному типі матеріалу, напівпровідниках. Напівпровідники - це матеріали, які мають проміжну провідність між провідниками та ізоляторами. Напівпровідникові матеріали використовувались в електроніці ще до винаходу напівпровідникового діода та транзистора в 40-х роках минулого століття, але після цього напівпровідники знайшли широке застосування в галузі електроніки. У 1958 р. Винахід інтегральної схеми Джеком Кілбі з інструментів Техасу підняв використання напівпровідників у галузі електроніки до безпрецедентного рівня.

Природно, що напівпровідники мають свою властивість провідності за рахунок вільних носіїв заряду. Такий напівпровідник, матеріал, який природним чином проявляє напівпровідникові властивості, відомий як внутрішній напівпровідник. Для розробки вдосконалених електронних компонентів напівпровідники були вдосконалені для виконання з більшою провідністю шляхом додавання матеріалів або елементів, що збільшують кількість носіїв заряду в напівпровідниковому матеріалі. Такий напівпровідник відомий як зовнішній напівпровідник.

Більше про внутрішні напівпровідники

Провідність будь-якого матеріалу обумовлена ​​електронами, що виділяються в зону провідності при термічному хвилюванні. У випадку внутрішніх напівпровідників кількість вивільнених електронів порівняно менша, ніж у металів, але більша, ніж у ізоляторів. Це дозволяє дуже обмежувати провідність струму через матеріал. При підвищенні температури матеріалу все більше електронів потрапляє в зону провідності, а значить, і провідність напівпровідника також зростає. У напівпровіднику є два типи носіїв заряду, електрони, що потрапляють у валентну зону, і вакантні орбіталі, більш відомі як дірки. Кількість дірок та електронів у внутрішньому напівпровіднику дорівнює. І отвори, і електрони сприяють потоку струму. При застосуванні різниці потенціалів електрони рухаються до вищого потенціалу, а дірки рухаються до нижнього потенціалу.

Існує багато матеріалів, які виконують роль напівпровідників, а деякі - елементи, а деякі - сполуки. Кремній та германій є елементами з напівпровідними властивостями, тоді як арсенід галію є сполукою. Як правило, елементи IV групи та сполуки з елементів III та V груп, такі як арсенід галію, фосфід алюмінію та нітрид галію, мають властиві напівпровідникові властивості.

Більше про зовнішні напівпровідники

Додаючи різні елементи, властивості напівпровідника можна вдосконалити для проведення більшого струму. Процес додавання відомий як допінг, тоді як доданий матеріал відомий як домішки. Домішки збільшують кількість носіїв заряду всередині матеріалу, що забезпечує кращу провідність. Виходячи з постачається носія, домішки класифікуються як акцептори та донори. Донори - це матеріали, які не мають зв’язаних електронів всередині решітки, а акцептори - це матеріали, які залишають отвори у ґратах. Для напівпровідників групи IV, елементи ІІІ групи бор, алюміній виступають акцепторами, тоді як елементи групи V фосфор та миш’як виступають донорами. Для комбінованих напівпровідників групи II-V селен, теллур виступають донорами, а берилій, цинк та кадмій виступають як акцептори.

Якщо в якості домішки додається кількість атомів акцепторів, кількість отворів збільшується, і матеріал має надлишки носіїв позитивного заряду, ніж раніше. Тому напівпровідник, легований акцепторними домішками, називається напівпровідником позитивного типу або P-типу. Таким же чином напівпровідник, легований донорними домішками, які залишають матеріал із надлишком електронів, називається напівпровідником негативного типу або N-типу.

Напівпровідники використовуються для виготовлення діодів різних типів, транзисторів та пов'язаних з ними компонентів. Лазери, фотоелектричні комірки (сонячні комірки) та фотодетектори також використовують напівпровідники.

Яка різниця між внутрішнім та зовнішнім напівпровідниками?

• Напівпровідники, які не леговані, відомі як внутрішні напівпровідники, тоді як напівпровідниковий матеріал, легований домішками, відомий як зовнішній напівпровідник..

• Кількість носіїв позитивного заряду (отвори) та носіїв негативного заряду однакові у внутрішніх напівпровідниках, при цьому шляхом додавання домішок кількість носіїв заряду змінюється; отже, неоднакові у зовнішніх напівпровідниках.

• Внутрішні напівпровідники мають відносно нижчу провідність, ніж зовнішні напівпровідники.