ជាមួយនឹងការរកឃើញនៃ semiconductors និងការសិក្សាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វា វាអាចបង្កើតសៀគ្វីដោយផ្អែកលើ diodes និង transistors ។ មិនយូរប៉ុន្មាន ដោយសារដំណើរការល្អជាងមុន និងទំហំតូចជាង ពួកគេបានជំនួសបំពង់បូមធូលី បន្ទាប់មកវាអាចផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដោយផ្អែកលើធាតុ semiconductor ។

តើអ្វីជា semiconductors

ដើម្បីកំណត់ថា semiconductors គឺដើម្បីកំណត់លក្ខណៈពួកវានៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃសមត្ថភាពរបស់ពួកគេក្នុងការដឹកនាំចរន្តអគ្គិសនី។ ចំពោះសារធាតុគ្រីស្តាល់ទាំងនេះ ចរន្តអគ្គិសនីកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ការប៉ះពាល់នឹងពន្លឺ និងវត្តមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធផ្សេងៗ។

Semiconductors មានគម្លាតធំទូលាយ និងតូចចង្អៀត ដែលកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈ semiconductor ។ គម្លាតក្រុមដែលវាស់ជាវ៉ុលអេឡិចត្រុង (eV) កំណត់ចរន្តអគ្គិសនី។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះអាចត្រូវបានតំណាងថាជាថាមពលដែលអេឡិចត្រុងត្រូវការដើម្បីជ្រាបចូលទៅក្នុងតំបន់នៃចរន្តអគ្គិសនី។ ជាមធ្យមសម្រាប់ semiconductors វាគឺ 1 eV វាអាចមានច្រើនឬតិច។

ប្រសិនបើភាពទៀងទាត់នៃបន្ទះគ្រីស្តាល់នៃសារធាតុ semiconductors ត្រូវបានបំពានដោយអាតូមបរទេស នោះការប្រព្រឹត្តិកម្មបែបនេះនឹងក្លាយជាភាពមិនបរិសុទ្ធ។ នៅពេលដែលសារធាតុ semiconductor មានបំណងបង្កើតធាតុ microcircuit ភាពមិនបរិសុទ្ធត្រូវបានបន្ថែមជាពិសេសទៅពួកវា ដែលបង្កើតបានជាការកើនឡើងនៃរន្ធ ឬអេឡិចត្រុង៖

• ម្ចាស់ជំនួយ - ជាមួយនឹង valency ខ្ពស់, បរិច្ចាគអេឡិចត្រុង;
• អ្នកទទួល - ជាមួយ valence ទាប យកអេឡិចត្រុងចេញ បង្កើតរន្ធ។

សំខាន់!កត្តាសំខាន់ដែលប៉ះពាល់ដល់ចរន្តអគ្គិសនីរបស់ conductors គឺសីតុណ្ហភាព។

តើចរន្តត្រូវបានផ្តល់ឱ្យយ៉ាងដូចម្តេច?

ឧទាហរណ៏នៃ semiconductors គឺ silicon, germanium ។ នៅក្នុងគ្រីស្តាល់នៃសារធាតុទាំងនេះ អាតូមមានចំណង covalent ។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង អេឡិចត្រុងមួយចំនួនអាចត្រូវបានបញ្ចេញ។ អាតូមដែលបានបាត់បង់អេឡិចត្រុងបន្ទាប់មកក្លាយជាអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ហើយអេឡិចត្រុងដែលមិនអាចផ្លាស់ទីទៅអាតូមមួយផ្សេងទៀតដោយសារតែការតិត្ថិភាពនៃចំណងនោះប្រែទៅជាទំនេរ។ នៅក្រោមឥទិ្ធពលនៃវាលអគ្គិសនី អេឡិចត្រុងដែលបានបញ្ចេញអាចផ្លាស់ទីក្នុងលំហូរដឹកនាំ។

អ៊ីយ៉ុងដែលបានបាត់បង់អេឡិចត្រុងមួយទំនងជា "យក" មួយទៀតចេញពីអាតូមដែលនៅជិតបំផុត។ ប្រសិនបើគាត់ជោគជ័យ នោះអាតូមនេះនឹងត្រូវបានបញ្ឈប់រួចហើយដោយអ៊ីយ៉ុង ដែលនៅក្នុងវេនព្យាយាមជំនួសអេឡិចត្រុងដែលបាត់បង់។ ដូច្នេះមានចលនានៃ "រន្ធ" (បន្ទុកវិជ្ជមាន) ដែលអាចក្លាយជាបញ្ជានៅក្នុងវាលអគ្គិសនី។

ការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពអនុញ្ញាតឱ្យអេឡិចត្រុងត្រូវបានបញ្ចេញកាន់តែខ្លាំងក្លាដែលនាំឱ្យការថយចុះនៃភាពធន់ទ្រាំរបស់ semiconductor និងការកើនឡើងនៃចរន្ត។ អេឡិចត្រុង និងរន្ធត្រូវបានទាក់ទងគ្នាក្នុងសមាមាត្រស្មើគ្នានៅក្នុងគ្រីស្តាល់សុទ្ធ ចរន្តបែបនេះត្រូវបានគេហៅថាខាងក្នុង។

p-type និង n-type conductivity

ប្រភេទនៃភាពមិនបរិសុទ្ធនៃចរន្តត្រូវបានបែងចែកជាៈ

1. ប្រភេទ R ។ បង្កើតឡើងនៅពេលបន្ថែមភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួល។ ភាពមិនបរិសុទ្ធទាបបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងចំនួនរន្ធ។ សម្រាប់ស៊ីលីកុន tetravalent, trivalent boron អាចបម្រើដូចជាភាពមិនបរិសុទ្ធ។
2. ប្រភេទ N ។ ប្រសិនបើ pentavalent antimony ត្រូវបានបន្ថែមទៅស៊ីលីកុន នោះចំនួននៃអេឡិចត្រុងផ្ទុកបន្ទុកអវិជ្ជមានដែលបានបញ្ចេញនៅក្នុង semiconductor នឹងកើនឡើង។

ធាតុ semiconductor ដំណើរការជាចម្បងដោយផ្អែកលើលក្ខណៈនៃប្រសព្វ p-n ។ នៅពេលដែលវត្ថុធាតុពីរដែលមានប្រភេទផ្សេងគ្នានៃចរន្តត្រូវបាននាំចូលទៅក្នុងទំនាក់ទំនង នៅព្រំដែនរវាងពួកវា អេឡិចត្រុង និងរន្ធនឹងជ្រៀតចូលទៅក្នុងតំបន់ផ្ទុយគ្នា។

សំខាន់!ដំណើរការនៃការផ្លាស់ប្តូរវត្ថុធាតុ semiconductor ដោយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមានមានដែនកំណត់ពេលវេលា - មុនពេលការបង្កើតស្រទាប់របាំង។

ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៃបន្ទុកវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានកកកុញនៅក្នុងផ្នែកដែលតភ្ជាប់ទាំងសងខាងនៃខ្សែទំនាក់ទំនង។ ភាពខុសគ្នាសក្តានុពលលទ្ធផលអាចឈានដល់ 0.6 V.

នៅពេលដែលធាតុដែលមានប្រសព្វ p-n ចូលទៅក្នុងវាលអគ្គីសនី ចរន្តរបស់វានឹងអាស្រ័យលើការតភ្ជាប់នៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល (PS) ។ ជាមួយនឹង "បូក" នៅលើផ្នែកដែលមាន p-conductivity និង "ដក" នៅលើផ្នែកដែលមាន n-conductivity ស្រទាប់ទប់ស្កាត់នឹងត្រូវបានបំផ្លាញហើយចរន្តនឹងហូរកាត់ប្រសព្វ។ ប្រសិនបើការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលត្រូវបានភ្ជាប់តាមរបៀបផ្ទុយគ្នានោះស្រទាប់ទប់ស្កាត់នឹងកើនឡើងកាន់តែច្រើនហើយអនុញ្ញាតឱ្យឆ្លងកាត់ចរន្តអគ្គិសនីនៃរ៉ិចទ័រដែលធ្វេសប្រហែស។

សំខាន់! P-n-junction មានចរន្តអគ្គិសនីម្ខាង។

ការប្រើប្រាស់ semiconductors

ដោយផ្អែកលើលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ semiconductors ឧបករណ៍ផ្សេងៗត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលត្រូវបានប្រើនៅក្នុងវិស្វកម្មវិទ្យុ អេឡិចត្រូនិក និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។

ឌីយ៉ូត

ដំណើរការមួយផ្លូវនៃ diodes semiconductor បានកំណត់វិសាលភាពនៃកម្មវិធីរបស់ពួកគេ - ជាចម្បងនៅក្នុងការកែតម្រូវនៃចរន្តឆ្លាស់។ ប្រភេទផ្សេងទៀតនៃ diodes:

1. ផ្លូវរូងក្រោមដី។ វាប្រើសម្ភារៈ semiconductor ជាមួយនឹងមាតិកាមិនបរិសុទ្ធដែលទទឹងនៃប្រសព្វ p-n ថយចុះយ៉ាងខ្លាំង ហើយឥទ្ធិពលបំបែកផ្លូវរូងក្រោមដីអាចធ្វើទៅបានជាមួយនឹងការតភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់។ ប្រើក្នុងឧបករណ៍ RF, ម៉ាស៊ីនភ្លើង, ឧបករណ៍វាស់វែង;
2. បំប្លែង។ diode ផ្លូវរូងក្រោមដីដែលបានកែប្រែបន្តិច។ ជាមួយនឹងការតភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់វ៉ុលដែលបើកវាគឺទាបជាងច្រើនបើប្រៀបធៀបទៅនឹង diodes បុរាណ។ នេះកំណត់ទុកជាមុននូវការប្រើប្រាស់ diode ផ្លូវរូងក្រោមដីសម្រាប់បំប្លែងចរន្តវ៉ុលទាប។
3. វ៉ារីកាប នៅពេលដែលប្រសព្វ p-n ត្រូវបានបិទ capacitance របស់វាខ្ពស់ណាស់។ varicap ត្រូវបានប្រើជា capacitor ដែល capacitance អាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុល។ capacitance នឹងថយចុះប្រសិនបើវ៉ុលបញ្ច្រាសកើនឡើង;

1. ឌីយ៉ូត Zener ។ ភ្ជាប់ស្របគ្នា ស្ថេរភាពវ៉ុលនៅក្នុងតំបន់ដែលបានផ្តល់ឱ្យ;
2. ជីពចរ។ ដោយសារតែចរន្តខ្លីពួកវាត្រូវបានប្រើសម្រាប់សៀគ្វី RF ជីពចរ។
3. Avalanche-ហោះហើរ។ ប្រើដើម្បីបង្កើតលំយោលប្រេកង់ខ្ពស់ជ្រុល។ វាត្រូវបានផ្អែកលើការគុណដូចព្រិលធ្លាក់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុក។

diode នេះមិនមានសារធាតុ semiconductor ពីរទេ ផ្ទុយទៅវិញ semiconductor មានទំនាក់ទំនងជាមួយលោហៈ។ ដោយសារលោហៈមិនមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ វាមិនអាចមានរន្ធនៅក្នុងវាបានទេ។ នេះមានន័យថានៅចំណុចនៃការទំនាក់ទំនងជាមួយសម្ភារៈ semiconductor មានតែអេឡិចត្រុងពីភាគីទាំងពីរប៉ុណ្ណោះដែលអាចជ្រាបចូលបានអនុវត្តមុខងារការងារ។ វាអាចទៅរួចនៅពេលដែល៖

• មាន semiconductor ប្រភេទ n ហើយមុខងារការងាររបស់អេឡិចត្រុងរបស់វាគឺតិចជាងលោហៈ។
• មាន semiconductor ប្រភេទ p ដែលមានមុខងារការងាររបស់អេឡិចត្រុងរបស់វាធំជាងលោហៈ។

នៅចំណុចនៃទំនាក់ទំនង semiconductor នឹងបាត់បង់អ្នកដឹកជញ្ជូនបន្ទុក ចរន្តរបស់វានឹងថយចុះ។ របាំងមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលត្រូវបានយកឈ្នះដោយវ៉ុលផ្ទាល់នៃតម្លៃដែលត្រូវការ។ វ៉ុលបញ្ច្រាសអនុវត្តរារាំងឌីអេដដែលដំណើរការជាឧបករណ៍កែតម្រូវ។ ដោយសារតែល្បឿនលឿនរបស់ពួកគេ Schottky diodes ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងសៀគ្វីជីពចរនៅក្នុងឧបករណ៍កុំព្យូទ័រពួកគេក៏បម្រើជា diodes ថាមពលសម្រាប់កែតម្រូវចរន្តនៃទំហំសន្ធឹកសន្ធាប់ផងដែរ។

ស្ទើរតែគ្មាន microcircuit អាចធ្វើបានដោយគ្មានត្រង់ស៊ីស្ទ័រ ធាតុ semiconductor ដែលមានប្រសព្វ p-n ពីរ។ ធាតុត្រង់ស៊ីស្ទ័រមានទំនាក់ទំនងលទ្ធផលបី៖

• អ្នកប្រមូល;
• មូលដ្ឋាន;
• អ្នកបញ្ចេញ។

ប្រសិនបើសញ្ញាត្រួតពិនិត្យថាមពលទាបត្រូវបានអនុវត្តទៅមូលដ្ឋាននោះ ចរន្តកាន់តែច្រើនត្រូវបានឆ្លងកាត់រវាងអ្នកប្រមូល និងឧបករណ៍បញ្ចេញ។ នៅពេលដែលគ្មានសញ្ញាត្រូវបានអនុវត្តទៅមូលដ្ឋាននោះគ្មានចរន្តត្រូវបានអនុវត្តទេ។ ដូច្នេះកម្លាំងបច្ចុប្បន្នអាចត្រូវបានកែតម្រូវ។ ឧបករណ៍មួយត្រូវបានប្រើដើម្បីពង្រីកសញ្ញា និងកុងតាក់ដោយមិនប៉ះនៃសៀគ្វី។

ប្រភេទនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ semiconductor៖

1. បាយប៉ូឡា។ ពួកវាមានផ្ទុកបន្ទុកវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន។ ចរន្តដែលហូរគឺអាចឆ្លងកាត់ក្នុងទិសដៅទៅមុខ និងបញ្ច្រាស។ ប្រើជា amplifier;
2. វាល។ ទិន្នផលរបស់ពួកគេត្រូវបានគេហៅថាបង្ហូរប្រភពច្រកទ្វារ។ ការត្រួតពិនិត្យត្រូវបានអនុវត្តដោយមធ្យោបាយនៃវាលអគ្គិសនីនៃបន្ទាត់រាងប៉ូលជាក់លាក់មួយ។ សញ្ញាដែលបានអនុវត្តទៅច្រកទ្វារអាចផ្លាស់ប្តូរចរន្តនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។ ក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនសាកថ្មនៅក្នុងឧបករណ៍វាលអាចមានសញ្ញាតែមួយ៖ វិជ្ជមាន ឬអវិជ្ជមាន។ ត្រង់ស៊ីស្ទ័របែបផែនវាលដ៏មានអានុភាពត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍បំពងសំឡេង។ កម្មវិធីចម្បងរបស់ពួកគេគឺសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា។ វិមាត្របង្រួមនិងការប្រើប្រាស់ថាមពលទាបធ្វើឱ្យវាអាចដំឡើងពួកវានៅក្នុងឧបករណ៍ដែលមានប្រភពវ៉ុលថាមពលទាប (ម៉ោង);
3. រួមបញ្ចូលគ្នា។ ពួកគេអាចត្រូវបានគេដែលមានទីតាំងស្ថិតនៅរួមគ្នាជាមួយធាតុត្រង់ស៊ីស្ទ័រផ្សេងទៀត resistors នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ monolithic មួយ។

Doping នៃ semiconductors

Doping គឺជាការបញ្ចូលធាតុមិនបរិសុទ្ធ ម្ចាស់ជំនួយ និងអ្នកទទួល ចូលទៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ដើម្បីគ្រប់គ្រងចរន្តរបស់វា។ វាកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលនៃការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់ ឬដោយការណែនាំក្នុងតំបន់នៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់។

វិធីសាស្រ្តដែលបានអនុវត្ត៖

1. ការសាយភាយសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ គ្រីស្តាល់ semiconductor ត្រូវបានកំដៅ ហើយអាតូមមិនបរិសុទ្ធដែលមានទំនាក់ទំនងជាមួយផ្ទៃរបស់វាធ្លាក់ចូលទៅក្នុងជម្រៅ។ នៅកន្លែងខ្លះនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ អាតូមមិនបរិសុទ្ធ ជំនួសអាតូមនៃសារធាតុសំខាន់;
2. ការដាក់បញ្ចូលអ៊ីយ៉ុង។ អ៊ីយ៉ូដ និងការបង្កើនល្បឿននៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធកើតឡើង ដែលបំផ្ទុះគ្រីស្តាល់តែមួយ បង្កើតភាពមិនដូចគ្នាក្នុងមូលដ្ឋាន និងបង្កើតជាប្រសព្វ p-n ។
3. វិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរ។ អត្ថប្រយោជន៍នៃវិធីសាស្រ្តនេះគឺថា, ដោយប្រើវិទ្យុសកម្មដឹកនាំ, ផ្នែកបុគ្គលអាចត្រូវបាន heated ទៅតម្លៃសីតុណ្ហភាពណាមួយដែលសម្របសម្រួលការណែនាំនៃការមិនបរិសុទ្ធ;
4. សារធាតុញៀននឺត្រុង។ បានប្រើថ្មីៗនេះ។ វាមាននៅក្នុងការ irradiating គ្រីស្តាល់តែមួយជាមួយនឹងនឺត្រុងកំដៅនៅក្នុង reactor ដែលជាលទ្ធផលនៃការផ្លាស់ប្តូរនៃ nuclei អាតូមកើតឡើង។ អាតូមស៊ីលីកុនត្រូវបានបំលែងទៅជាផូស្វ័រ។

មានវិធីផ្សេងទៀតនៃសារធាតុ doping: etching គីមី ការបង្កើតខ្សែភាពយន្តស្តើងដោយ sputtering ។

តើ semiconductors ត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងដូចម្តេច?

រឿងសំខាន់ក្នុងការទទួលបាន semiconductors គឺការបន្សុតរបស់ពួកគេពីភាពមិនបរិសុទ្ធដែលមិនចាំបាច់។ ក្នុងចំណោមវិធីជាច្រើនដើម្បីទទួលបានពួកវា ពីរនៃការប្រើប្រាស់ទូទៅបំផុតអាចត្រូវបានសម្គាល់:

1. ការរលាយតំបន់។ ដំណើរការនេះត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងធុងរ៉ែថ្មខៀវបិទជិតដែលឧស្ម័នអសកម្មត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់។ តំបន់តូចចង្អៀតនៃ ingot ត្រូវបានរលាយដែលផ្លាស់ទីបន្តិចម្តង ៗ ។ នៅក្នុងដំណើរការនៃការរលាយ, ភាពមិនបរិសុទ្ធត្រូវបានចែកចាយឡើងវិញនិង recrystallized, បញ្ចេញផ្នែកសុទ្ធ;
2. វិធីសាស្រ្ត Czochralski ។ វាមាននៅក្នុងការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ពីគ្រាប់ពូជដោយទាញវាបន្តិចម្តង ៗ ចេញពីសមាសធាតុរលាយ។

ប្រភេទនៃសម្ភារៈ semiconductor

ភាពខុសគ្នានៃសមាសភាពកំណត់វិសាលភាពនៃ semiconductors:

1. សាមញ្ញ - រួមបញ្ចូលសារធាតុដូចគ្នាដែលត្រូវបានប្រើដោយឯករាជ្យ ក៏ដូចជាភាពមិនបរិសុទ្ធ និងផ្នែកធាតុផ្សំនៃវត្ថុធាតុស្មុគស្មាញ។ Silicon, selenium និង germanium ត្រូវបានប្រើដោយឯករាជ្យ។ Boron, antimony, tellurium, អាសេនិច, ស្ពាន់ធ័រ, អ៊ីយ៉ូតបម្រើជាសារធាតុបន្ថែម;
2. សមា្ភារៈស្មុគស្មាញគឺជាសមាសធាតុគីមីនៃធាតុពីរឬច្រើន: sulfides, tellurides, carbides;
3. អុកស៊ីដនៃ cobalt, ទង់ដែង, europium ត្រូវបានប្រើនៅក្នុង rectifiers និង photocells;
4. សារធាតុ semiconductors សរីរាង្គ៖ indole, acridone, flavantron, pentacene ។ តំបន់មួយនៃការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេគឺអេឡិចត្រូអុបទិក;
5. ម៉ាញេទិក semiconductors ។ ទាំងនេះគឺជាសារធាតុ ferromagnetic ឧទាហរណ៍ europium sulfide និង oxide ក៏ដូចជាវត្ថុធាតុ antiferromagnetic - nickel oxide, europium telluride ។ ពួកវាត្រូវបានប្រើនៅក្នុងវិស្វកម្មវិទ្យុ ឧបករណ៍អុបទិក ដែលគ្រប់គ្រងដោយដែនម៉ាញេទិក។

ឥឡូវនេះវាពិបាកក្នុងការដាក់ឈ្មោះវិស័យបច្ចេកវិទ្យាដែលមិនមានសម្ភារៈ semiconductor ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ រួមទាំងអវត្ដមាននៃប្រសព្វ p-n ឧទាហរណ៍ ធន់នឹងកម្ដៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហភាព ភាពធន់នឹងពន្លឺក្នុងឧបករណ៍បញ្ជាពីចម្ងាយ និងផ្សេងៗទៀត។

វីដេអូ

Semiconductors គឺជាប្រភេទដ៏ធំទូលាយនៃសារធាតុដែលកំណត់ដោយតម្លៃចរន្តអគ្គិសនីដែលស្ថិតនៅចន្លោះរវាងចរន្តអគ្គិសនីនៃលោហធាតុ និង dielectrics ល្អ ពោលគឺសារធាតុទាំងនេះមិនអាចត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជា dielectrics (ព្រោះវាមិនមែនជាអ៊ីសូឡង់ល្អ) ឬលោហៈ។ (ពួកវាមិនមែនជាចរន្តអគ្គិសនីល្អទេ)។ ជាឧទាហរណ៍ Semiconductors រួមមានសារធាតុដូចជា germanium, silicon, selenium, tellurium ក៏ដូចជាអុកស៊ីដ ស៊ុលហ្វីត និងលោហធាតុ alloys មួយចំនួន។

លក្ខណៈសម្បត្តិ៖

1) ជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព ភាពធន់នៃសារធាតុ semiconductors មានការថយចុះ ផ្ទុយទៅនឹងលោហៈ ដែលភាពធន់នឹងកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព។ លើសពីនេះទៅទៀត, ជាក្បួន, នៅក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពធំទូលាយ, ការកើនឡើងនេះកើតឡើងនិទស្សន្ត។ ភាពធន់នៃគ្រីស្តាល់ semiconductor ក៏អាចថយចុះផងដែរ នៅពេលដែលប៉ះនឹងពន្លឺ ឬវាលអេឡិចត្រូនិចខ្លាំង។

2) ទ្រព្យសម្បត្តិនៃដំណើរការម្ខាងនៃទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors ពីរ។ វាគឺជាទ្រព្យសម្បត្តិនេះដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតភាពខុសគ្នានៃឧបករណ៍ semiconductor: diodes, transistors, thyristors ជាដើម។

3) ទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors ផ្សេងៗនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌជាក់លាក់នៅពេលដែលបំភ្លឺឬកំដៅគឺជាប្រភពនៃ photo-e ។ d.s. ឬរៀងគ្នា thermo-e ។ d.s.

Semiconductors ខុសគ្នាពីថ្នាក់ផ្សេងទៀតនៃវត្ថុធាតុរឹងនៅក្នុងលក្ខណៈជាក់លាក់ជាច្រើន ដែលសំខាន់បំផុតគឺ៖

1) មេគុណសីតុណ្ហភាពវិជ្ជមាននៃចរន្តអគ្គិសនី ពោលគឺជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព ចរន្តអគ្គិសនីនៃសារធាតុ semiconductors កើនឡើង។

2) ចរន្តជាក់លាក់នៃ semiconductors គឺតិចជាងលោហៈប៉ុន្តែច្រើនជាងអ៊ីសូឡង់។

3) តម្លៃដ៏ធំនៃកម្លាំង thermoelectromotive ក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយលោហៈ;

4) ភាពប្រែប្រួលខ្ពស់នៃលក្ខណៈសម្បត្តិ semiconductor ទៅវិទ្យុសកម្មអ៊ីយ៉ូដ;

5) សមត្ថភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃការប្រមូលផ្តុំធ្វេសប្រហែសនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ;

6) ឥទ្ធិពលនៃការកែតម្រូវបច្ចុប្បន្ន ឬឥរិយាបទមិនអូមិកលើទំនាក់ទំនង។

3. ដំណើរការរាងកាយនៅក្នុង p-n - ការផ្លាស់ប្តូរ។

ធាតុសំខាន់នៃឧបករណ៍ semiconductor ភាគច្រើនគឺ ប្រសព្វរន្ធអេឡិចត្រុង ( ស្រុក junction) ដែលជាស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូររវាងតំបន់ពីរនៃ semiconductor ដែលមួយមានចរន្តអគ្គិសនីអេឡិចត្រូនិច និងមួយទៀតមានចរន្តរន្ធ។

ការអប់រំ pnការផ្លាស់ប្តូរ។ Pnការផ្លាស់ប្តូរលំនឹង

ចូរយើងពិនិត្យមើលឱ្យកាន់តែច្បាស់អំពីដំណើរការអប់រំ pnការផ្លាស់ប្តូរ។ ស្ថានភាពលំនឹងត្រូវបានគេហៅថាស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរបែបនេះនៅពេលដែលមិនមានវ៉ុលខាងក្រៅ។ រំលឹកថានៅក្នុង រ- តំបន់មានក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកសំខាន់ពីរប្រភេទ៖ អ៊ីយ៉ុងចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាន immobile នៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធដែលអាចទទួលយកបាន និងរន្ធសាកវិជ្ជមានដោយឥតគិតថ្លៃ។ និងនៅក្នុង ន-តំបន់ក៏មានឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់ពីរប្រភេទផងដែរ៖ អ៊ីយ៉ុងសាកវិជ្ជមាន immobile នៃអាតូម impurity impurity និង អេឡិចត្រុងអវិជ្ជមានដោយឥតគិតថ្លៃ។

មុនពេលប៉ះ ទំនិង នតំបន់ អេឡិចត្រុង រន្ធ និងអ៊ីយ៉ុងមិនបរិសុទ្ធ ត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នា។ ទាក់ទងតាមព្រំដែន ទំនិង នតំបន់ ជម្រាលប្រមូលផ្តុំនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនឥតគិតថ្លៃ និងការសាយភាយកើតឡើង។ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃការសាយភាយ, អេឡិចត្រុងពី ន- តំបន់ចូលទៅក្នុង ទំហើយផ្សំនៅទីនោះជាមួយរន្ធ។ រន្ធពី រ- តំបន់ទៅ នតំបន់ និងផ្សំជាមួយអេឡិចត្រុងនៅទីនោះ។ ជាលទ្ធផលនៃចលនាបែបនេះនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនដោយមិនគិតថ្លៃនៅក្នុងតំបន់ព្រំដែន ការប្រមូលផ្តុំរបស់ពួកគេថយចុះស្ទើរតែដល់សូន្យ ហើយក្នុងពេលតែមួយ។ រតំបន់ បន្ទុកលំហអវិជ្ជមាននៃអ៊ីយ៉ុងមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួលត្រូវបានបង្កើតឡើង ហើយនៅក្នុង ន- តំបន់គិតថ្លៃអវកាសវិជ្ជមាននៃអ៊ីយ៉ុងមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ។ រវាងការគិតថ្លៃទាំងនេះ មានភាពខុសគ្នាសក្តានុពលទំនាក់ទំនង φ ទៅនិងវាលអគ្គិសនី អ៊ីទៅដែលការពារការសាយភាយនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនដោយមិនគិតថ្លៃពីជម្រៅ R-និង n-តំបន់ឆ្លងកាត់ ទំ-n-ការផ្លាស់ប្តូរ។ ដូច្នេះ តំបន់ដែលបង្រួបបង្រួមដោយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនដោយមិនគិតថ្លៃជាមួយនឹងវាលអគ្គីសនីរបស់វាត្រូវបានគេហៅថា ទំ-n-ការផ្លាស់ប្តូរ។

Pnការផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ពីរ៖

1. កម្ពស់របាំងសក្តានុពល. វាស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលទំនាក់ទំនង φ ទៅ. នេះ​ជា​ភាព​ខុស​គ្នា​ដ៏​មាន​សក្តានុពល​ក្នុង​ការ​ផ្លាស់​ប្តូរ​ដោយសារ​ជម្រាល​កំហាប់​នៃ​ក្រុមហ៊ុន​បញ្ជូន​បន្ទុក។ នេះគឺជាថាមពលដែលការគិតថ្លៃឥតគិតថ្លៃត្រូវតែមាន ដើម្បីយកឈ្នះឧបសគ្គដែលអាចកើតមាន៖

កន្លែងណា kគឺថេរ Boltzmann; អ៊ីគឺជាបន្ទុកអេឡិចត្រុង; ធ- សីតុណ្ហភាព; ននិង អិន ឌីគឺជាការប្រមូលផ្តុំនៃអ្នកទទួល និងអ្នកផ្តល់ជំនួយនៅក្នុងតំបន់ប្រហោង និងអេឡិចត្រុងរៀងៗខ្លួន។ ទំ ទំនិង ទំ នគឺជាការប្រមូលផ្តុំនៃរន្ធនៅក្នុង R-និង n-តំបន់រៀងៗខ្លួន; n ខ្ញុំ -ការផ្តោតអារម្មណ៍ផ្ទាល់ខ្លួននៃអ្នកផ្ទុកបន្ទុកនៅក្នុង semiconductor ដែលមិនបានបិទ,  t \u003d kT / e- សក្តានុពលសីតុណ្ហភាព។ នៅសីតុណ្ហភាពមួយ។ ធ\u003d 27 0 ស  ត= 0.025V សម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរ germanium  ទៅ= 0.6V សម្រាប់ប្រសព្វស៊ីលីកុន  ទៅ\u003d 0.8V ។

2. ទទឹងប្រសព្វ p-n(រូបទី 1) គឺជាតំបន់ព្រំដែនដែលត្រូវបានដកហូតដោយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុក ដែលមានទីតាំងនៅ ទំនិង នតំបន់៖ l p-n = l p + l n:

ពី​ទីនេះ,

កន្លែងណា ε គឺជាការអនុញ្ញាតដែលទាក់ទងនៃសម្ភារៈ semiconductor; ε 0 គឺជាថេរ dielectric នៃទំហំទំនេរ។

កម្រាស់នៃការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុងគឺតាមលំដាប់នៃ (0.1-10) µm ។ ប្រសិនបើ បន្ទាប់មក និង pn-transition ត្រូវបានគេហៅថា ស៊ីមេទ្រី ប្រសិនបើ , បន្ទាប់មក និង pn- ការផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានគេហៅថា asymmetric ហើយវាមានទីតាំងនៅជាចម្បងនៅក្នុងតំបន់នៃ semiconductor ជាមួយនឹងកំហាប់ impurity ទាបជាង។

នៅក្នុងស្ថានភាពលំនឹង (ដោយគ្មានវ៉ុលខាងក្រៅ) ឆ្លងកាត់ ស្រុកការផ្លាស់ប្តូរ, ចរន្តបញ្ច្រាសនៃបន្ទុកពីរផ្លាស់ទី (លំហូរចរន្តពីរ) ។ ទាំងនេះគឺជាចរន្តរសាត់នៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុកតូចតាច និងចរន្តសាយភាយ ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកភាគច្រើន។ ដោយសារមិនមានវ៉ុលខាងក្រៅ ហើយមិនមានចរន្តនៅក្នុងសៀគ្វីខាងក្រៅ ចរន្តរសាត់ និងចរន្តសាយភាយមានតុល្យភាពទៅវិញទៅមក ហើយចរន្តលទ្ធផលគឺសូន្យ។

ខ្ញុំ dr + I diff = 0 ។

ទំនាក់ទំនងនេះត្រូវបានគេហៅថាលក្ខខណ្ឌនៃលំនឹងថាមវន្តនៃការសាយភាយ និងដំណើរការរសាត់ក្នុងភាពឯកោ (លំនឹង) pn- ដំណើរផ្លាស់ប្តូរ។

ផ្ទៃដែលពួកគេទាក់ទង ទំនិង នតំបន់ត្រូវបានគេហៅថាព្រំដែនលោហធាតុ។ តាមពិតវាមានកម្រាស់កំណត់ - δ ម. ប្រសិនបើ ក δ ម<< l p-n បន្ទាប់មក pnការផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានគេហៅថាមុតស្រួច។ ប្រសិនបើ δ m >> lp-nបន្ទាប់មក pnការផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានគេហៅថារលូន។

Р-nការផ្លាស់ប្តូរនៅវ៉ុលខាងក្រៅដែលបានអនុវត្តទៅវា។

វ៉ុលខាងក្រៅរំខានដល់តុល្យភាពថាមវន្តនៃចរន្តនៅក្នុង pn- ដំណើរផ្លាស់ប្តូរ។ Pn- ការផ្លាស់ប្តូរចូលទៅក្នុងស្ថានភាពមិនស្មើគ្នា។ អាស្រ័យលើបន្ទាត់រាងប៉ូលនៃវ៉ុលដែលបានអនុវត្តទៅតំបន់នៅក្នុង pn- ផ្លាស់ប្តូររបៀបប្រតិបត្តិការពីរដែលអាចធ្វើទៅបាន។

1) លំអៀងទៅមុខpn ការផ្លាស់ប្តូរ. R-n-ប្រសព្វត្រូវបានគេចាត់ទុកថាមានភាពលំអៀងទៅមុខប្រសិនបើបង្គោលវិជ្ជមាននៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលត្រូវបានភ្ជាប់ រ- តំបន់ និងអវិជ្ជមានទៅ ន- តំបន់ (រូបភាព 1.2)

ជាមួយនឹងភាពលំអៀងទៅមុខ វ៉ុល  ទៅ និង U ត្រូវបានដឹកនាំផ្ទុយគ្នា វ៉ុលលទ្ធផលនៅលើ pn- ការផ្លាស់ប្តូរថយចុះទៅតម្លៃ  ទៅ - យូ. នេះនាំឱ្យមានការពិតដែលថាកម្លាំងនៃវាលអគ្គីសនីមានការថយចុះហើយដំណើរការនៃការសាយភាយនៃឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់ចាប់ផ្តើមឡើងវិញ។ លើសពីនេះទៀតអុហ្វសិតទៅមុខកាត់បន្ថយទទឹង pnការផ្លាស់ប្តូរ, ដោយសារតែ lp-n ≈( ទៅ - U) 1/2 ។ ចរន្តសាយភាយ ដែលជាចរន្តរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់ មានទំហំធំជាងចរន្តរសាត់។ តាមរយៈ pn- ការផ្លាស់ប្តូរលំហូរចរន្តផ្ទាល់

ខ្ញុំ p-n \u003d ខ្ញុំ pr \u003d ខ្ញុំខុសគ្នា + ខ្ញុំ dr  I ឌីផេរ៉ង់ស្យែល .

នៅពេលដែលចរន្តផ្ទាល់ហូរ អ្នកផ្ទុកបន្ទុកភាគច្រើននៅក្នុងតំបន់ p ឆ្លងចូលទៅក្នុងតំបន់ n ដែលពួកវាក្លាយជាអនីតិជន។ ដំណើរការផ្សព្វផ្សាយនៃការណែនាំក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកភាគច្រើនចូលទៅក្នុងតំបន់ដែលពួកគេក្លាយជាជនជាតិភាគតិចត្រូវបានគេហៅថា ការចាក់ថ្នាំនិងចរន្តផ្ទាល់ - ចរន្តសាយភាយឬចរន្តចាក់។ ដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់បន្ទុកតូចតាចដែលប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងតំបន់ p និង n ចរន្តអេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្កើតនៅក្នុងសៀគ្វីខាងក្រៅពីប្រភពវ៉ុល i.e. គោលការណ៍នៃអព្យាក្រឹតភាពត្រូវបានរក្សា។

ជាមួយនឹងការកើនឡើង យូចរន្តកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង - សក្តានុពលសីតុណ្ហភាព និងអាចឈានដល់តម្លៃធំ។ ទាក់ទងនឹងក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនសំខាន់ៗ កំហាប់ខ្ពស់

2) លំអៀងបញ្ច្រាស, កើតឡើងនៅពេលដែល រ-area ត្រូវ​បាន​អនុវត្ត​ដក និង​ទៅ ន-area plus ដែលជាប្រភពវ៉ុលខាងក្រៅ (រូបភាព 1.3) ។

ភាពតានតឹងខាងក្រៅនេះ។ យូរួមបញ្ចូលយោងទៅតាម  ទៅ. វា៖ បង្កើនកម្ពស់នៃរបាំងសក្តានុពលទៅជាតម្លៃមួយ។  ទៅ + យូ; កម្លាំងវាលអគ្គិសនីកើនឡើង; ទទឹង pnការផ្លាស់ប្តូរកើនឡើង, ដោយសារតែ l p-n ≈( ទៅ + U) 1/2; ដំណើរការសាយភាយឈប់ទាំងស្រុង និងក្រោយ pnដំណើរផ្លាស់ប្តូរលំហូរចរន្តអណ្តែត ចរន្តក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគតិច។ ចរន្តបែបនេះ pn-transition ត្រូវបានគេហៅថាបញ្ច្រាស ហើយដោយសារវាត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងបន្ទុកតូចតាចដែលកើតឡើងដោយសារការបង្កើតកំដៅ វាត្រូវបានគេហៅថាចរន្តកំដៅ និងតំណាង - ខ្ញុំ ០, i.e.

ខ្ញុំ p-n \u003d ខ្ញុំ arr \u003d ខ្ញុំខុសគ្នា + ខ្ញុំ dr ខ្ញុំ dr \u003d ខ្ញុំ 0.

ចរន្តនេះមានទំហំតូច។ ទាក់ទងនឹងក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកតូចតាច ដែលកំហាប់របស់វាទាប។ ដូច្នេះ pnការផ្លាស់ប្តូរមានចរន្តម្ខាង។

ជាមួយនឹងភាពលំអៀងបញ្ច្រាស ការប្រមូលផ្តុំនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកជនជាតិភាគតិចនៅព្រំដែននៃការផ្លាស់ប្តូរមានការថយចុះបន្តិចបើប្រៀបធៀបទៅនឹងលំនឹង។ នេះនាំឱ្យមានការសាយភាយនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកតូចតាចពីជម្រៅ ទំនិង ន- តំបន់ជាប់ព្រំដែន pnការផ្លាស់ប្តូរ។ ដោយបានទៅដល់វា អ្នកដឹកជញ្ជូនជនជាតិភាគតិចធ្លាក់ចូលទៅក្នុងវាលអគ្គីសនីដ៏ខ្លាំងមួយ ហើយត្រូវបានផ្ទេរឆ្លងកាត់ pnការផ្លាស់ប្តូរ ដែលពួកគេក្លាយជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនគិតថ្លៃភាគច្រើន។ ការសាយភាយនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកតូចទៅព្រំដែន pnការផ្លាស់ប្តូរ និងរសាត់ឆ្លងកាត់វាទៅកាន់តំបន់ដែលពួកគេក្លាយជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកសំខាន់ត្រូវបានគេហៅថា ការស្រង់ចេញ. ការស្រង់ចេញនិងបង្កើតចរន្តបញ្ច្រាស pnការផ្លាស់ប្តូរគឺជាចរន្តនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកតូចតាច។

ទំហំនៃចរន្តបញ្ច្រាសគឺពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើ៖ សីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ សម្ភារៈ semiconductor និងតំបន់ pnការផ្លាស់ប្តូរ។

ការពឹងផ្អែកសីតុណ្ហភាពនៃចរន្តបញ្ច្រាសត្រូវបានកំណត់ដោយកន្សោមដែលជាសីតុណ្ហភាពនាមករណ៍គឺជាសីតុណ្ហភាពពិតប្រាកដគឺជាសីតុណ្ហភាពទ្វេដងនៃចរន្តកំដៅ។

ចរន្តកំដៅនៃប្រសព្វស៊ីលីកុនគឺតិចជាងចរន្តកំដៅនៃប្រសព្វដែលមានមូលដ្ឋានលើ germanium (ដោយលំដាប់ 3-4 នៃរ៉ិចទ័រ) ។ វាភ្ជាប់ជាមួយ  ទៅសម្ភារៈ។

ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃតំបន់ផ្លាស់ប្តូរ បរិមាណរបស់វាកើនឡើង ហើយជាលទ្ធផល ចំនួននៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនជនជាតិភាគតិចលេចឡើងជាលទ្ធផលនៃការបង្កើតកម្ដៅ និងការកើនឡើងនៃចរន្តកម្ដៅ។

ដូច្នេះទ្រព្យសម្បត្តិសំខាន់ pn- ដំណើរផ្លាស់ប្តូរ គឺជាដំណើរមួយផ្លូវរបស់វា។

4. លក្ខណៈបច្ចុប្បន្ន - វ៉ុល p-n - ការផ្លាស់ប្តូរ។

យើងទទួលបានលក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្ននៃប្រសព្វ p-n ។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះយើងសរសេរសមីការបន្តជាទម្រង់ទូទៅ៖

យើងនឹងពិចារណាករណីស្ថានី dp/dt = 0 ។

ពិចារណាអំពីចរន្តនៅក្នុងបរិមាណពាក់កណ្តាលអព្យាក្រឹតនៃ semiconductor ប្រភេទ n នៅខាងស្តាំនៃតំបន់ដាច់នៃប្រសព្វ p-n (x > 0) ។ អត្រាជំនាន់ G ក្នុងបរិមាណអព្យាក្រឹតគឺសូន្យ៖ G = 0 ។ វាលអគ្គិសនី E ក៏សូន្យដែរ៖ E = 0 ។ សមាសធាតុរសាត់នៃចរន្តក៏សូន្យដែរ៖ I E = 0 ដូច្នេះចរន្តគឺសាយភាយ។ អត្រា recombination R នៅកម្រិតចាក់ថ្នាំទាបត្រូវបានពិពណ៌នាដោយទំនាក់ទំនង៖

អនុញ្ញាតឱ្យយើងប្រើទំនាក់ទំនងខាងក្រោមដែលទាក់ទងនឹងមេគុណនៃការសាយភាយ ប្រវែងនៃការសាយភាយ និងអាយុកាលរបស់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគតិច៖ Dτ = L p 2 ។

ដោយពិចារណាលើការសន្មត់ខាងលើ សមីការបន្តមានទម្រង់៖

លក្ខខណ្ឌព្រំដែនសម្រាប់សមីការសាយភាយនៅក្នុងប្រសព្វ p-n គឺ៖

ដំណោះស្រាយនៃសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែល (២.៥៨) ជាមួយនឹងលក្ខខណ្ឌព្រំដែន (*) មានទម្រង់៖

ទំនាក់ទំនង (2.59) ពិពណ៌នាអំពីច្បាប់នៃការចែកចាយនៃរន្ធចាក់នៅក្នុងបរិមាណពាក់កណ្តាលអព្យាក្រឹតនៃ semiconductor ប្រភេទ n សម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុង (រូបភាព 2.15) ។ ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនទាំងអស់ដែលបានឆ្លងកាត់ព្រំដែន SCR ជាមួយនឹងបរិមាណពាក់កណ្តាលអព្យាក្រឹតនៃប្រសព្វ p-n ចូលរួមក្នុងចរន្តប្រសព្វ p-n ។ ដោយសារចរន្តទាំងមូលត្រូវបានសាយភាយ ការជំនួស (2.59) ទៅក្នុងកន្សោមសម្រាប់ចរន្ត យើងទទួលបាន (រូបភាព 2.16)៖

ទំនាក់ទំនង (2.60) ពិពណ៌នាអំពីធាតុផ្សំនៃការសាយភាយនៃចរន្តរន្ធប្រសព្វ p-n ដែលកើតឡើងកំឡុងពេលចាក់បញ្ចូលក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនជនជាតិភាគតិចក្រោមការលំអៀងទៅមុខ។ សម្រាប់សមាសធាតុអេឡិចត្រូនិចនៃចរន្តប្រសព្វ p-n យើងទទួលបានដូចគ្នា៖

នៅ V G = 0 សមាសធាតុរសាត់ និងការសាយភាយមានតុល្យភាពគ្នាទៅវិញទៅមក។ ដូច្នេះ, ។

ចរន្តប្រសព្វ p-n សរុបគឺជាផលបូកនៃសមាសធាតុចរន្តប្រសព្វ p-n ទាំងបួន៖

កន្សោមនៅក្នុងតង្កៀបមានអត្ថន័យជាក់ស្តែងនៃចរន្តបញ្ច្រាសនៃប្រសព្វ p-n ។ ជាការពិតនៅវ៉ុលអវិជ្ជមាន V G< 0 ток дрейфовый и обусловлен неосновными носителями. Все эти носители уходят из цилиндра длиной L n со скоростью L n /τ p . Тогда для дрейфовой компоненты тока получаем:

អង្ករ។ ២.១៥. ការចែកចាយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនមិនស្មើភាពគ្នាដែលចាក់ចេញពីឧបករណ៍បញ្ចេញតាមបរិមាណពាក់កណ្តាលអព្យាក្រឹតនៃមូលដ្ឋានប្រសព្វ p-n

វាងាយមើលឃើញថាទំនាក់ទំនងនេះគឺស្មើនឹងដែលទទួលបានពីមុនក្នុងការវិភាគនៃសមីការបន្ត។

ប្រសិនបើវាត្រូវបានទាមទារដើម្បីអនុវត្តលក្ខខណ្ឌនៃការចាក់មួយចំហៀង (ឧទាហរណ៍ការចាក់តែរន្ធ) នោះវាមកពីទំនាក់ទំនង (2.61) ដែលតម្លៃតូចមួយនៃការប្រមូលផ្តុំនៃអ្នកដឹកជញ្ជូនជនជាតិភាគតិច n p0 នៅក្នុងតំបន់ p-region គួរតែជា បានជ្រើសរើស វាធ្វើតាមដែលថាសារធាតុ p-type semiconductor ត្រូវតែត្រូវបាន doped យ៉ាងខ្លាំងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង n-type semiconductor: N A >> N D ។ ក្នុងករណីនេះសមាសធាតុរន្ធនឹងគ្របដណ្តប់នៅក្នុងចរន្តប្រសព្វ p-n (រូបភាព 2.16) ។

អង្ករ។ ២.១៦. ចរន្តនៅក្នុងប្រសព្វ p-n ចុងម្ខាងជាមួយនឹងការលំអៀងទៅមុខ

ដូច្នេះលក្ខណៈ I-V នៃប្រសព្វ p-n មានទម្រង់៖

ដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នតិត្ថិភាព Js គឺ៖

ការផ្លាស់ប្តូរ CVC p-n ដែលត្រូវបានពិពណ៌នាដោយទំនាក់ទំនង (2.62) ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាព 2.17 ។

អង្ករ។ ២.១៧. លក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្ននៃប្រសព្វ p-n ដ៏ល្អ

ដូចខាងក្រោមពីទំនាក់ទំនង (2.16) និងរូបភាព 2.17 លក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្ននៃប្រសព្វ p-n ដ៏ល្អមានទម្រង់ asymmetric បញ្ចេញសម្លេង។ នៅក្នុងតំបន់នៃតង់ស្យុងផ្ទាល់ ចរន្តនៃប្រសព្វ p-n គឺមានការសាយភាយ និងកើនឡើងជានិទស្សន្តជាមួយនឹងការកើនឡើងវ៉ុលដែលបានអនុវត្ត។ នៅក្នុងតំបន់នៃវ៉ុលអវិជ្ជមានចរន្តប្រសព្វ p-n គឺរសាត់ហើយមិនអាស្រ័យលើវ៉ុលដែលបានអនុវត្តទេ។

5. Capacitance p-n - ប្រសព្វ។

ប្រព័ន្ធណាមួយដែលបន្ទុកអគ្គីសនី Q ផ្លាស់ប្តូរនៅពេលដែលការផ្លាស់ប្តូរសក្តានុពលφមាន capacitance ។ តម្លៃ capacitance C ត្រូវបានកំណត់ដោយសមាមាត្រ: .

សម្រាប់ប្រសព្វ p-n ការចោទប្រកាន់ពីរប្រភេទអាចត្រូវបានសម្គាល់: ការគិតថ្លៃនៅក្នុងតំបន់នៃបន្ទុកអវកាសនៃអ្នកផ្តល់ជំនួយនិងអ្នកទទួលអ៊ីយ៉ូដ Q B និងការចោទប្រកាន់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនដែលបានចាក់ចូលទៅក្នុងមូលដ្ឋានពី emitter Q p ។ ជាមួយនឹងភាពលំអៀងផ្សេងៗគ្នានៅលើប្រសព្វ p-n ការចោទប្រកាន់មួយឬមួយផ្សេងទៀតនឹងគ្របដណ្តប់នៅពេលគណនា capacitance ។ ក្នុងន័យនេះ សម្រាប់សមត្ថភាពនៃប្រសព្វ p-n របាំងការពារ capacitance C B និង diffusion capacitance C D ត្រូវបានសម្គាល់។

Barrier capacitance C B គឺជា capacitance នៃ p-n junction នៅ reverse bias V G< 0, обусловленная изменением заряда ионизованных доноров в области пространственного заряда.

តម្លៃគិតថ្លៃនៃម្ចាស់ជំនួយ និងអ្នកទទួលអ៊ីយ៉ូដ Q B ក្នុងមួយឯកតាសម្រាប់ប្រសព្វ p-n ដែលមិនស៊ីមេទ្រីគឺ៖

ការបញ្ចេញមតិខុសគ្នា (2.65) យើងទទួលបាន៖

វាធ្វើតាមសមីការ (2.66) ដែល capacitance របាំង C B គឺជា capacitance នៃ capacitor ផ្ទះល្វែងចម្ងាយរវាងចានដែលស្មើនឹងទទឹងនៃចន្លោះបន្ទុក W. ចាប់តាំងពីទទឹងនៃ SCR អាស្រ័យលើវ៉ុលដែលបានអនុវត្ត។ V G, capacitance របាំងក៏អាស្រ័យលើវ៉ុលដែលបានអនុវត្ត។ ការប៉ាន់ប្រមាណជាលេខនៃសមត្ថភាពរារាំងបង្ហាញថាតម្លៃរបស់វាគឺរាប់សិបឬរាប់រយ picofarads ។

diffusion capacitance C D គឺជាសមត្ថភាពនៃប្រសព្វ p-n នៅឯការលំអៀងទៅមុខ V G> 0 ដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរបន្ទុក Q p នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនដែលបានចាក់ចូលទៅក្នុងមូលដ្ឋានពី emitter Q p ។

ការពឹងផ្អែកនៃរបាំងការពារ C B នៅលើតង់ស្យុងបញ្ច្រាស V G ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការអនុវត្តឧបករណ៍។ ឌីយ៉ូត semiconductor ដែលអនុវត្តការពឹងផ្អែកនេះត្រូវបានគេហៅថា varicap ។ តម្លៃ capacitance អតិបរមានៃ varicap គឺនៅសូន្យវ៉ុល V G ។ នៅពេលដែលភាពលំអៀងបញ្ច្រាសកើនឡើង capacitance នៃ varicap ថយចុះ។ ការពឹងផ្អែកមុខងារនៃ capacitance varicap លើវ៉ុលត្រូវបានកំណត់ដោយទម្រង់ doping នៃមូលដ្ឋាន varicap ។ នៅក្នុងករណីនៃការ doping ឯកសណ្ឋាន capacitance គឺសមាមាត្រច្រាសទៅនឹងឫសនៃវ៉ុលដែលបានអនុវត្ត V G ។ ដោយកំណត់ទម្រង់ doping នៅក្នុងមូលដ្ឋាននៃ varicap N D (x) មនុស្សម្នាក់អាចទទួលបានភាពអាស្រ័យផ្សេងៗគ្នានៃ capacitance varicap លើវ៉ុល C (V G) - ថយចុះជាលីនេអ៊ែរកាត់បន្ថយអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល។

6. Semiconductor diodes: ការចាត់ថ្នាក់ លក្ខណៈពិសេសនៃការរចនា និមិត្តសញ្ញា និងការសម្គាល់។

ឌីយ៉ូត semiconductor- ឧបករណ៍ semiconductor ដែលមានប្រសព្វអគ្គិសនីមួយ និងពីរនាំមុខ (អេឡិចត្រូត) ។ មិនដូចប្រភេទផ្សេងទៀតនៃ diodes គោលការណ៍នៃការប្រតិបត្ដិការនៃ diode មួយ semiconductor គឺផ្អែកលើបាតុភូត pn- ដំណើរផ្លាស់ប្តូរ។

ជំរាបសួរអ្នកអានជាទីគោរពនៃគេហទំព័រ។ គេហទំព័រនេះមានផ្នែកមួយដែលឧទ្ទិសដល់អ្នកចាប់ផ្តើមវិទ្យុស្ម័គ្រចិត្ត ប៉ុន្តែរហូតមកដល់ពេលនេះ ខ្ញុំមិនបានសរសេរអ្វីទេសម្រាប់អ្នកចាប់ផ្តើមដំបូងដែលឈានជើងចូលទៅក្នុងពិភពអេឡិចត្រូនិច។ ខ្ញុំបំពេញចន្លោះនេះហើយពីអត្ថបទនេះ យើងចាប់ផ្តើមស្គាល់ឧបករណ៍ និងប្រតិបត្តិការនៃសមាសធាតុវិទ្យុ (សមាសធាតុវិទ្យុ)។

ចូរចាប់ផ្តើមជាមួយឧបករណ៍ semiconductor ។ ប៉ុន្តែដើម្បីយល់ពីរបៀបដែល diode, thyristor ឬ transistor ដំណើរការ, មួយត្រូវតែយល់ពីអ្វី សារធាតុ semiconductor. ដូច្នេះដំបូង យើងនឹងសិក្សាពីរចនាសម្ព័ន្ធ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ semiconductor នៅកម្រិតម៉ូលេគុល ហើយបន្ទាប់មកយើងនឹងដោះស្រាយជាមួយនឹងប្រតិបត្តិការ និងការរចនានៃសមាសធាតុវិទ្យុ semiconductor ។

គំនិតទូទៅ។

ហេតុអ្វីបានជាពិតប្រាកដ សារធាតុ semiconductor diode, transistor ឬ thyristor? ដោយសារតែមូលដ្ឋាននៃសមាសធាតុវិទ្យុទាំងនេះគឺ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកសារធាតុដែលមានសមត្ថភាពទាំងចរន្តអគ្គិសនី និងការពារការឆ្លងកាត់របស់វា។

នេះគឺជាក្រុមធំនៃសារធាតុដែលប្រើក្នុងវិស្វកម្មវិទ្យុ (germanium, silicon, selenium, copper oxide) ប៉ុន្តែសម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍ semiconductor ពួកគេប្រើប្រាស់ជាចម្បងតែប៉ុណ្ណោះ។ ស៊ីលីកុន(ស៊ី) និង អាល្លឺម៉ង់(ច) ។

យោងតាមលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីរបស់ពួកគេ semiconductors កាន់កាប់កន្លែងកណ្តាលរវាង conductors និង non-conductors នៃចរន្តអគ្គិសនី។

លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ semiconductors ។

ចរន្តអគ្គិសនីរបស់ conductors គឺពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ។
នៅខ្លាំងណាស់ ទាបសីតុណ្ហភាពជិតសូន្យដាច់ខាត (-273°C) សារធាតុ semiconductors កុំអនុវត្តចរន្តអគ្គិសនី និង ការផ្សព្វផ្សាយសីតុណ្ហភាព ធន់ទ្រាំនឹងចរន្ត ថយចុះ.

ប្រសិនបើអ្នកចង្អុលទៅ semiconductor ពន្លឺបន្ទាប់មកចរន្តអគ្គិសនីរបស់វាចាប់ផ្តើមកើនឡើង។ ដោយប្រើលក្ខណៈសម្បត្តិនៃ semiconductors នេះត្រូវបានបង្កើតឡើង photovoltaicគ្រឿងប្រើប្រាស់។ Semiconductors ក៏មានសមត្ថភាពបំប្លែងថាមពលពន្លឺទៅជាចរន្តអគ្គិសនីផងដែរ ឧទាហរណ៍ បន្ទះស្រូបពន្លឺព្រះអាទិត្យ។ ហើយនៅពេលដែលណែនាំទៅក្នុង semiconductors ភាពមិនបរិសុទ្ធសារធាតុមួយចំនួន ចរន្តអគ្គិសនីរបស់ពួកគេកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។

រចនាសម្ព័ន្ធនៃអាតូម semiconductor ។

Germanium និង silicon គឺជាវត្ថុធាតុដើមសំខាន់នៃឧបករណ៍ semiconductor ជាច្រើន ហើយមានបួន វ៉ាឡង់អេឡិចត្រុង.

អាតូម អាល្លឺម៉ង់វាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអេឡិចត្រុងចំនួន 32 និងអាតូមមួយ។ ស៊ីលីកុនចេញពី 14. ប៉ុន្តែតែប៉ុណ្ណោះ 28 អេឡិចត្រុងនៃអាតូម germanium និង 10 អេឡិចត្រុងនៃអាតូមស៊ីលីកុន ដែលស្ថិតនៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្នុងនៃសំបករបស់ពួកវា ត្រូវបានសង្កត់យ៉ាងរឹងមាំដោយស្នូល ហើយមិនដែលចេញពីពួកវាឡើយ។ គ្រាន់តែ បួនអេឡិចត្រុង valence នៃអាតូមនៃ conductors ទាំងនេះអាចក្លាយជាដោយឥតគិតថ្លៃ ហើយសូម្បីតែបន្ទាប់មកមិនតែងតែ។ ហើយប្រសិនបើអាតូម semiconductor បាត់បង់អេឡិចត្រុងយ៉ាងហោចណាស់មួយ នោះវានឹងក្លាយទៅជា អ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន.

នៅក្នុង semiconductor អាតូមត្រូវបានរៀបចំតាមលំដាប់លំដោយ៖ អាតូមនីមួយៗត្រូវបានព័ទ្ធជុំវិញ បួនអាតូមដូចគ្នា។ ជាងនេះទៅទៀត ពួកវាស្ថិតនៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមក ដែលអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់បង្កើតជាគន្លងតែមួយឆ្លងកាត់ជុំវិញអាតូមជិតខាង ដោយហេតុនេះភ្ជាប់អាតូមទៅជាសារធាតុទាំងមូល។

ចូរយើងតំណាងឱ្យការភ្ជាប់គ្នានៃអាតូមនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ក្នុងទម្រង់ជាដ្យាក្រាមរាបស្មើ។
នៅក្នុងដ្យាក្រាម បាល់ពណ៌ក្រហមដែលមានសញ្ញាបូក ស្នូលនៃអាតូម(អ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន) ហើយបាល់ពណ៌ខៀវគឺ វ៉ាឡង់អេឡិចត្រុង.

នៅទីនេះអ្នកអាចមើលឃើញថានៅជុំវិញអាតូមនីមួយៗមានទីតាំងនៅ បួនអាតូមដូចគ្នាយ៉ាងពិតប្រាកដ ហើយនីមួយៗនៃទាំងបួននេះមានទំនាក់ទំនងជាមួយអាតូមបួនផ្សេងទៀត ហើយដូច្នេះនៅលើ។ អាតូមនីមួយៗត្រូវបានភ្ជាប់ទៅប្រទេសជិតខាងនីមួយៗ ពីរអេឡិចត្រុង valence ហើយអេឡិចត្រុងមួយជារបស់វា ហើយមួយទៀតត្រូវបានខ្ចីពីអាតូមជិតខាង។ ចំណងបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ចំណងអេឡិចត្រូនិចពីរ។ កូវ៉ាឡេន.

នៅក្នុងវេនស្រទាប់ខាងក្រៅនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមនីមួយៗមាន ប្រាំបីអេឡិចត្រុង៖ បួនរបស់ពួកគេ និង តែម្នាក់ឯង, ខ្ចីពីបួន អ្នកជិតខាងអាតូម។ នៅទីនេះវាមិនអាចបែងចែកបានទេថាមួយណាជា valence អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមជា "របស់ខ្លួន" និងមួយណាជា "បរទេស" ចាប់តាំងពីពួកវាបានក្លាយជារឿងធម្មតា។ ជាមួយនឹងចំណងអាតូមបែបនេះនៅក្នុងម៉ាស់ទាំងមូលនៃគ្រីស្តាល់ germanium ឬ silicon យើងអាចសន្មត់ថាគ្រីស្តាល់ semiconductor គឺធំមួយ។ ម៉ូលេគុល. នៅក្នុងរូបភាព រង្វង់ពណ៌ផ្កាឈូក និងពណ៌លឿងបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងស្រទាប់ខាងក្រៅនៃសំបកនៃអាតូមជិតខាងពីរ។

ចរន្តអគ្គិសនី semiconductor ។

ពិចារណាលើគំនូរសាមញ្ញនៃគ្រីស្តាល់ semiconductor ដែលអាតូមត្រូវបានតំណាងដោយបាល់ពណ៌ក្រហមដែលមានបូក ហើយចំណងអន្តរអាតូមត្រូវបានបង្ហាញដោយបន្ទាត់ពីរដែលតំណាងឱ្យ valence electrons ។

នៅសីតុណ្ហភាពជិតសូន្យដាច់ខាត សារធាតុ semiconductor មិនប្រព្រឹត្តបច្ចុប្បន្ន, ចាប់តាំងពីវាមិនមាន អេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃ. ប៉ុន្តែជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពចំណងនៃ valence អេឡិចត្រុងជាមួយនឹងស្នូលនៃអាតូម ចុះខ្សោយហើយអេឡិចត្រុងមួយចំនួន ដោយសារចលនាកម្ដៅ អាចចាកចេញពីអាតូមរបស់វា។ អេឡិចត្រុងដែលគេចចេញពីចំណងអន្តរអាតូមក្លាយជា " ឥតគិតថ្លៃ" ហើយកន្លែងដែលគាត់នៅពីមុន កន្លែងទទេមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលត្រូវបានគេហៅថាធម្មតា។ រន្ធ.

ម៉េច ខ្ពស់ជាងសីតុណ្ហភាព semiconductor, នេះ។ ច្រើនទៀតវាក្លាយជាអេឡិចត្រុងសេរី និងរន្ធ។ ជាលទ្ធផលវាបង្ហាញថាការបង្កើត "រន្ធ" ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការចាកចេញនៃ valence អេឡិចត្រុងពីសែលនៃអាតូមមួយហើយរន្ធខ្លួនវាក្លាយជា។ វិជ្ជមានបន្ទុកអគ្គិសនីស្មើនឹង អវិជ្ជមានបន្ទុកអេឡិចត្រុង។

ឥឡូវនេះ សូមក្រឡេកមើលរូបដែលបង្ហាញដោយគ្រោងការណ៍ បាតុភូតនៃការកើតឡើងនៃចរន្តនៅក្នុង semiconductor.

ប្រសិនបើអ្នកអនុវត្តវ៉ុលមួយចំនួនទៅ semiconductor ទំនាក់ទំនង "+" និង "-" បន្ទាប់មកចរន្តនឹងលេចឡើងនៅក្នុងវា។
ដោយ​សារ​តែ​ការ បាតុភូតកម្ដៅនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ពីចំណងអន្តរអាតូមនឹងចាប់ផ្តើម ត្រូវបានដោះលែងចំនួនអេឡិចត្រុងមួយចំនួន (បាល់ពណ៌ខៀវដែលមានព្រួញ) ។ អេឡិចត្រុងត្រូវបានទាក់ទាញ វិជ្ជមានបង្គោលនៃប្រភពវ៉ុលនឹងមាន ផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកគាត់ដោយបន្សល់ទុក រន្ធដែលនឹងបំពេញដោយអ្នកដទៃ អេឡិចត្រុងដែលបានបញ្ចេញ. នោះគឺនៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកទទួលបានល្បឿនជាក់លាក់នៃចលនាទិសដៅ ហើយដោយហេតុនេះបង្កើត អគ្គិសនី.

ឧទាហរណ៍៖ អេឡិចត្រុងដែលបានដោះលែងនៅជិតបង្គោលវិជ្ជមាននៃប្រភពវ៉ុល ទាក់ទាញបង្គោលនេះ។ បំបែកចំណងអន្តរអាតូម ហើយទុកវាចោល អេឡិចត្រុង ស្លឹកបន្ទាប់ពីខ្លួនខ្ញុំ រន្ធ. អេឡិចត្រុងសេរីមួយទៀតដែលមានទីតាំងនៅលើខ្លះ ការដកយកចេញពីបង្គោលវិជ្ជមានផងដែរ។ ទាក់ទាញបង្គោល និង ផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកគាត់ប៉ុន្តែ បានជួបរន្ធមួយនៅក្នុងផ្លូវរបស់វា, ត្រូវបានទាក់ទាញទៅវា។ ស្នូលអាតូម, ស្ដារចំណងអន្តរអាតូម។

លទ្ធផល ថ្មី។រន្ធបន្ទាប់ពីអេឡិចត្រុងទីពីរ បំពេញអេឡិចត្រុងទី 3 ដែលបានបញ្ចេញដែលមានទីតាំងនៅជាប់នឹងរន្ធនេះ (រូបភាពទី 1) ។ នៅក្នុងវេនរបស់វា។ រន្ធដែលនៅជិតបំផុត។ អវិជ្ជមានបង្គោល, ពោរពេញទៅដោយផ្សេងទៀត។ អេឡិចត្រុងដែលបានបញ្ចេញ(រូបភាពទី 2) ។ ដូច្នេះចរន្តអគ្គិសនីកើតឡើងនៅក្នុង semiconductor ។

ដរាបណា semiconductor ដំណើរការ វាលអគ្គិសនី, ដំណើរការនេះ។ បន្ត៖ ចំណងអន្តរអាតូមត្រូវបានខូច - អេឡិចត្រុងសេរីលេចឡើង - រន្ធត្រូវបានបង្កើតឡើង។ រន្ធត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុងដែលបានបញ្ចេញ - ចំណងអន្តរអាតូមត្រូវបានស្ដារឡើងវិញខណៈពេលដែលចំណងអន្តរអាតូមិកផ្សេងទៀតត្រូវបានខូចដែលអេឡិចត្រុងចាកចេញហើយបំពេញរន្ធខាងក្រោម (រូបភាពទី 2-4) ។

ពីនេះយើងសន្និដ្ឋាន: អេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីពីបង្គោលអវិជ្ជមាននៃប្រភពវ៉ុលទៅវិជ្ជមានហើយរន្ធផ្លាស់ទីពីបង្គោលវិជ្ជមានទៅអវិជ្ជមាន។

ចរន្តអេឡិចត្រុង - រន្ធ។

នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor "សុទ្ធ" លេខ ចេញផ្សាយអេឡិចត្រុងនៅពេលនេះស្មើនឹងចំនួន លេចឡើងក្នុងករណីនេះមានរន្ធដូច្នេះចរន្តអគ្គិសនីនៃ semiconductor បែបនេះ តូចចាប់តាំងពីវាផ្តល់ចរន្តអគ្គិសនី ធំធន់ទ្រាំ និងចរន្តអគ្គិសនីនេះត្រូវបានគេហៅថា ផ្ទាល់ខ្លួន.

ប៉ុន្តែប្រសិនបើយើងបន្ថែមទៅ semiconductor ក្នុងទម្រង់ ភាពមិនបរិសុទ្ធចំនួនអាតូមជាក់លាក់នៃធាតុផ្សេងទៀត បន្ទាប់មកចរន្តអគ្គិសនីរបស់វានឹងកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង ហើយអាស្រ័យលើ រចនាសម្ព័ន្ធអាតូមនៃធាតុមិនបរិសុទ្ធ ចរន្តអគ្គិសនីនៃ semiconductor នឹងមាន អេឡិចត្រូនិកឬ perforated.

ចរន្តអេឡិចត្រូនិច។

ឧបមាថានៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ដែលអាតូមមានអេឡិចត្រុងបួន យើងបានជំនួសអាតូមមួយដោយអាតូមដែលនៅក្នុងនោះ ប្រាំវ៉ាឡង់អេឡិចត្រុង។ អាតូមនេះ។ បួនអេឡិចត្រុងនឹងភ្ជាប់ជាមួយអាតូមជិតខាងចំនួនបួននៃ semiconductor និង ទីប្រាំវ៉ាឡេនអេឡិចត្រុងនឹងនៅដដែល ហួសហេតុ' មានន័យថាឥតគិតថ្លៃ។ ហើយជាង ច្រើនទៀត ច្រើនទៀតនឹងមានអេឡិចត្រុងសេរី ដែលមានន័យថា semiconductor បែបនេះនឹងចូលទៅជិតលោហៈនៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វា ហើយដើម្បីឱ្យចរន្តអគ្គិសនីឆ្លងកាត់វា ចំណងអន្តរអាតូមមិនត្រូវបំផ្លាញទេ។.

semiconductors ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា semiconductors ជាមួយនឹង conductivity នៃប្រភេទ " ន" ឬ semiconductors ន- ប្រភេទ។ នៅទីនេះអក្សរឡាតាំង n មកពីពាក្យ "អវិជ្ជមាន" (អវិជ្ជមាន) - នោះគឺ "អវិជ្ជមាន" ។ វាធ្វើតាមនោះនៅក្នុង semiconductor ន- ប្រភេទ មេក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនគិតថ្លៃគឺ - អេឡិចត្រុងហើយមិនមែនសំខាន់ទេ - រន្ធ។

ដំណើរការរន្ធ។

ចូរយើងយកគ្រីស្តាល់ដូចគ្នា ប៉ុន្តែឥឡូវនេះ យើងនឹងជំនួសអាតូមរបស់វាជាមួយនឹងអាតូមដែលមានតែមួយគត់ បីអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃ។ ជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងបីរបស់វា វានឹងភ្ជាប់ជាមួយតែប៉ុណ្ណោះ បីអាតូមជិតខាង ហើយដើម្បីភ្ជាប់ជាមួយអាតូមទីបួន គាត់នឹងមិនមានគ្រប់គ្រាន់ទេ។ មួយ។អេឡិចត្រុង។ ជាលទ្ធផលវាបង្កើតបាន។ រន្ធ. តាមធម្មជាតិ វានឹងត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុងឥតគិតថ្លៃផ្សេងទៀតនៅក្បែរនោះ ប៉ុន្តែក្នុងករណីណាក៏ដោយ វានឹងមិនមានវត្តមានសារធាតុ semiconductor នៅក្នុងគ្រីស្តាល់នោះទេ។ ចាប់អេឡិចត្រុងដើម្បីបំពេញរន្ធ។ ហើយជាង ច្រើនទៀតវានឹងមានអាតូមបែបនេះនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ ច្រើនទៀតវានឹងមានរន្ធ។

ដើម្បីឱ្យអេឡិចត្រុងសេរីត្រូវបានបញ្ចេញ និងផ្លាស់ទីក្នុង semiconductor បែបនេះ។ ចំណង valence រវាងអាតូមត្រូវតែត្រូវបានបំផ្លាញ. ប៉ុន្តែអេឡិចត្រុងនឹងនៅតែមិនគ្រប់គ្រាន់ទេព្រោះចំនួនរន្ធនឹងមានជានិច្ច ច្រើនទៀតចំនួនអេឡិចត្រុងនៅគ្រប់ពេលវេលា។

semiconductors បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា semiconductors ជាមួយ perforated conductivity ឬ conductors ទំ-type ដែលនៅក្នុងឡាតាំង "វិជ្ជមាន" មានន័យថា "វិជ្ជមាន" ។ ដូច្នេះបាតុភូតនៃចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ប្រភេទ p ត្រូវបានអមដោយការបន្ត ការកើតឡើងនិង ការបាត់ខ្លួនការចោទប្រកាន់វិជ្ជមានគឺជារន្ធ។ ហើយនេះមានន័យថានៅក្នុង semiconductor ទំ- ប្រភេទ មេក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកគឺ រន្ធនិងមិនជាមូលដ្ឋាន - អេឡិចត្រុង។

ឥឡូវនេះអ្នកមានការយល់ដឹងខ្លះៗអំពីបាតុភូតដែលកើតឡើងនៅក្នុង semiconductor វានឹងមិនពិបាកសម្រាប់អ្នកដើម្បីយល់ពីគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃសមាសធាតុវិទ្យុ semiconductor នោះទេ។

ចូរយើងឈប់នៅត្រង់នេះហើយនៅក្នុងយើងនឹងពិចារណាឧបករណ៍ដែលជាគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃ diode យើងនឹងវិភាគលក្ខណៈនៃចរន្ត - វ៉ុលរបស់វានិងសៀគ្វីប្តូរ។
សំណាងល្អ!

ប្រភព៖

1 . Borisov V.G. - យុវជនស្ម័គ្រចិត្តវិទ្យុ។ ឆ្នាំ ១៩៨៥
2 . គេហទំព័រ academic.ru៖ http://dic.academic.ru/dic.nsf/es/45172 ។

តើលក្ខណៈពិសេសរបស់វាមានអ្វីខ្លះ? តើរូបវិទ្យានៃ semiconductors គឺជាអ្វី? តើគេសាងសង់ដោយរបៀបណា? តើ​អ្វី​ទៅ​ជា​ចរន្ត​អគ្គិសនី​ពាក់កណ្តាល​? តើពួកគេមានលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តអ្វីខ្លះ?

តើ semiconductor គឺជាអ្វី?

នេះសំដៅទៅលើវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់ដែលមិនដំណើរការចរន្តអគ្គិសនីក៏ដូចជាលោហធាតុដែរ។ ប៉ុន្តែនៅតែសូចនាករនេះគឺល្អជាងអ៊ីសូឡង់។ លក្ខណៈបែបនេះគឺដោយសារតែចំនួនក្រុមហ៊ុនទូរស័ព្ទចល័ត។ និយាយជាទូទៅមានការភ្ជាប់យ៉ាងរឹងមាំទៅនឹងស្នូល។ ប៉ុន្តែនៅពេលដែលអាតូមជាច្រើនត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុង conductor ឧទាហរណ៍ antimony ដែលមានអេឡិចត្រុងលើស ស្ថានភាពនេះនឹងត្រូវបានកែដំរូវ។ នៅពេលប្រើ indium ធាតុដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានត្រូវបានទទួល។ លក្ខណៈសម្បត្តិទាំងអស់នេះត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ - ឧបករណ៍ពិសេសដែលអាចពង្រីក ទប់ស្កាត់ ឬឆ្លងកាត់ចរន្តក្នុងទិសដៅតែមួយប៉ុណ្ណោះ។ ប្រសិនបើយើងពិចារណាធាតុប្រភេទ NPN នោះយើងអាចកត់សម្គាល់នូវតួនាទីពង្រីកដ៏សំខាន់ ដែលមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសនៅពេលបញ្ជូនសញ្ញាខ្សោយ។

លក្ខណៈពិសេសនៃការរចនាមានដោយ semiconductors អគ្គិសនី

ចំហាយមានអេឡិចត្រុងសេរីជាច្រើន។ ជាក់ស្តែង អ៊ីសូឡង់មិនមានកម្មសិទ្ធិទាល់តែសោះ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត Semiconductors មានទាំងចំនួនជាក់លាក់នៃអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃ និងចន្លោះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ដែលត្រៀមរួចជាស្រេចក្នុងការទទួលភាគល្អិតដែលបានបញ្ចេញ។ ហើយអ្វីដែលសំខាន់បំផុតនោះគឺថាពួកគេទាំងអស់គ្នាប្រព្រឹត្ត។ប្រភេទនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ NPN ដែលបានពិភាក្សាពីមុនមិនមែនជាធាតុ semiconductor តែមួយគត់ដែលអាចធ្វើទៅបាននោះទេ។ ដូច្នេះក៏មានត្រង់ស៊ីស្ទ័រ PNP ក៏ដូចជា diodes ផងដែរ។

ប្រសិនបើយើងនិយាយអំពីក្រោយដោយសង្ខេប នោះគឺជាធាតុមួយដែលអាចបញ្ជូនសញ្ញាក្នុងទិសដៅតែមួយប៉ុណ្ណោះ។ diode ក៏អាចបំលែងចរន្តឆ្លាស់ទៅជាចរន្តផ្ទាល់បានផងដែរ។ តើអ្វីជាយន្តការនៃការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះ? ហើយ​ហេតុ​អ្វី​បាន​ជា​វា​ដើរ​តែ​ក្នុង​ទិស​មួយ? អាស្រ័យលើកន្លែងដែលចរន្តមកពីណា អេឡិចត្រុង និងចន្លោះអាចបង្វែរ ឬឆ្ពោះទៅរកគ្នាទៅវិញទៅមក។ ក្នុងករណីដំបូងដោយសារតែការកើនឡើងនៃចម្ងាយការផ្គត់ផ្គង់ត្រូវបានរំខានហើយដូច្នេះការផ្ទេរឧបករណ៍ផ្ទុកវ៉ុលអវិជ្ជមានត្រូវបានអនុវត្តតែក្នុងទិសដៅមួយប៉ុណ្ណោះពោលគឺចរន្តនៃសារធាតុ semiconductors គឺម្ខាង។ យ៉ាងណាមិញចរន្តអាចត្រូវបានបញ្ជូនលុះត្រាតែភាគល្អិតធាតុផ្សំនៅជិត។ ហើយនេះគឺអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែចរន្តត្រូវបានអនុវត្តពីម្ខាង។ ប្រភេទនៃ semiconductors ទាំងនេះមាន ហើយបច្ចុប្បន្នត្រូវបានប្រើប្រាស់។

រចនាសម្ព័ន្ធក្រុម

លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី និងអុបទិករបស់ conductors ត្រូវបានទាក់ទងទៅនឹងការពិតដែលថានៅពេលដែលកម្រិតថាមពលត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុងពួកគេត្រូវបានបំបែកចេញពីស្ថានភាពដែលអាចធ្វើបានដោយគម្លាតក្រុម។ តើលក្ខណៈពិសេសរបស់នាងមានអ្វីខ្លះ? ការពិតគឺថាមិនមានកម្រិតថាមពលនៅក្នុងគម្លាតក្រុមនោះទេ។ ដោយមានជំនួយពីភាពមិនបរិសុទ្ធនិងពិការភាពរចនាសម្ព័ន្ធនេះអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរ។ ក្រុមតន្រ្តីពេញលេញបំផុតត្រូវបានគេហៅថា valence band ។ បន្ទាប់មកធ្វើតាមការអនុញ្ញាត ប៉ុន្តែទទេ។ វាត្រូវបានគេហៅថាក្រុមតន្រ្តី។ រូបវិទ្យា Semiconductor គឺជាប្រធានបទដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយ ហើយនៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃអត្ថបទវានឹងត្រូវបានគ្របដណ្តប់យ៉ាងល្អ។

ស្ថានភាពអេឡិចត្រុង

ចំពោះបញ្ហានេះ គោលគំនិតដូចជាចំនួននៃតំបន់អនុញ្ញាត និងសន្ទុះពាក់កណ្តាលត្រូវបានប្រើ។ រចនាសម្ព័ន្ធនៃទីមួយត្រូវបានកំណត់ដោយច្បាប់នៃការបែកខ្ញែក។ គាត់និយាយថាវាត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយការពឹងផ្អែកនៃថាមពលនៅលើសន្ទុះពាក់កណ្តាល។ ដូច្នេះប្រសិនបើក្រុម valence ត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុងទាំងស្រុង (ដែលផ្ទុកបន្ទុកនៅក្នុង semiconductors) នោះពួកគេនិយាយថាមិនមានការរំជើបរំជួលបឋមនៅក្នុងវាទេ។ ប្រសិនបើសម្រាប់ហេតុផលមួយចំនួនមិនមានភាគល្អិតទេនោះនេះមានន័យថា quasiparticle ដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមានបានបង្ហាញខ្លួននៅទីនេះ - គម្លាតឬរន្ធមួយ។ ពួកគេគឺជាក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុកនៅក្នុង semiconductors នៅក្នុងក្រុម valence ។

ធ្វើឱ្យខូចតំបន់

ក្រុម valence នៅក្នុង conductor ធម្មតាគឺ degenerate ប្រាំមួយដង។ នេះ​គឺ​ដោយ​មិន​គិត​ពី​អន្តរកម្ម​នៃ​គន្លង​វិល និង​តែ​ពេល​សន្ទុះ​ពាក់កណ្តាល​គឺ​សូន្យ។ វាអាចត្រូវបានបំបែកនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នាទៅជាក្រុម degenerate ទ្វេដងនិងបួន។ ចម្ងាយថាមពលរវាងពួកវាត្រូវបានគេហៅថាថាមពលបំបែកគន្លងវិល។

ភាពមិនបរិសុទ្ធ និងពិការភាពនៅក្នុង semiconductors

ពួកវាអាចអសកម្ម ឬអសកម្មអគ្គិសនី។ ការប្រើប្រាស់អតីតធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានបន្ទុកវិជ្ជមានឬអវិជ្ជមាននៅក្នុង semiconductors ដែលអាចត្រូវបានទូទាត់ដោយរូបរាងនៃរន្ធនៅក្នុងក្រុម valence ឬអេឡិចត្រុងនៅក្នុងក្រុម conductive ។ ភាពមិនបរិសុទ្ធអសកម្មគឺអព្យាក្រឹត ហើយពួកវាមានឥទ្ធិពលតិចតួចលើលក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូនិច។ លើសពីនេះទៅទៀត ជារឿយៗវាអាចមានបញ្ហាថាតើអាតូមដែលចូលរួមក្នុងដំណើរការផ្ទេរបន្ទុកមានកម្រិតណា និងរចនាសម្ព័ន្ធ

អាស្រ័យលើប្រភេទ និងបរិមាណនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ សមាមាត្ររវាងចំនួនរន្ធ និងអេឡិចត្រុងក៏អាចផ្លាស់ប្តូរផងដែរ។ ដូច្នេះសមា្ភារៈ semiconductor ត្រូវតែត្រូវបានជ្រើសរើសយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្នជានិច្ចដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលដែលចង់បាន។ នេះត្រូវបាននាំមុខដោយចំនួនដ៏សំខាន់នៃការគណនា និងការពិសោធន៍ជាបន្តបន្ទាប់។ ភាគល្អិតដែលភាគច្រើនសំដៅទៅលើអ្នកផ្ទុកបន្ទុកភាគច្រើនគឺមិនមែនបឋមទេ។

ការណែនាំកម្រិតនៃភាពមិនបរិសុទ្ធចូលទៅក្នុង semiconductors ធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានឧបករណ៍ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិដែលត្រូវការ។ ពិការភាពនៅក្នុង semiconductors ក៏អាចស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពអគ្គិសនីអសកម្ម ឬសកម្មផងដែរ។ ការផ្លាស់ទីលំនៅ អាតូម interstitial និងកន្លែងទំនេរមានសារៈសំខាន់នៅទីនេះ។ វត្ថុធាតុរាវ និងមិនមែនគ្រីស្តាល់មានប្រតិកម្មខុសគ្នាចំពោះភាពមិនបរិសុទ្ធជាងវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់។ អវត្ដមាននៃរចនាសម្ព័ន្ធរឹងនៅទីបំផុតនាំឱ្យការពិតដែលថាអាតូមដែលបានផ្លាស់ទីលំនៅទទួលបាន valence ផ្សេងគ្នា។ វា​នឹង​ខុស​គ្នា​ពី​ចំណង​ស្នេហ៍​ដែល​គាត់​ចាប់​ផ្ដើម​ឆ្អែត។ វាក្លាយទៅជាគ្មានផលចំណេញសម្រាប់អាតូមដើម្បីផ្តល់ ឬបន្ថែមអេឡិចត្រុង។ ក្នុងករណីនេះ វាក្លាយទៅជាអសកម្ម ដូច្នេះហើយ សារធាតុ doped semiconductors មានឱកាសខ្ពស់នៃការបរាជ័យ។ នេះនាំឱ្យមានការពិតដែលថាវាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការផ្លាស់ប្តូរប្រភេទនៃចរន្តដោយមានជំនួយពីសារធាតុ doping និងបង្កើតឧទាហរណ៍ប្រសព្វ p-n ។

សារធាតុ semiconductors មួយចំនួនអាចផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូនិចរបស់ពួកគេក្រោមឥទ្ធិពលនៃសារធាតុ doping ។ ប៉ុន្តែនេះអនុវត្តចំពោះពួកគេក្នុងកម្រិតតិចជាងច្រើនចំពោះគ្រីស្តាល់។ ភាពប្រែប្រួលនៃធាតុ amorphous ទៅនឹងសារធាតុ doping អាចត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងដោយដំណើរការ។ ជាចុងក្រោយ ខ្ញុំចង់កត់សម្គាល់ថា ដោយសារការប្រឹងប្រែងធ្វើការយូរ និងការខិតខំ សារធាតុ doped semiconductors នៅតែត្រូវបានតំណាងដោយលទ្ធផលមួយចំនួនជាមួយនឹងលក្ខណៈល្អ។

ស្ថិតិអេឡិចត្រុងនៅក្នុង semiconductor

នៅពេលដែលវាមាន ចំនួនរន្ធ និងអេឡិចត្រុង ត្រូវបានកំណត់ដោយសីតុណ្ហភាព ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃរចនាសម្ព័ន្ធក្រុម និងកំហាប់នៃសារធាតុមិនបរិសុទ្ធដែលមានសកម្មភាពអគ្គិសនី។ នៅពេលដែលសមាមាត្រត្រូវបានគណនា វាត្រូវបានសន្មត់ថាភាគល្អិតមួយចំនួននឹងស្ថិតនៅក្នុងក្រុម conduction (នៅកម្រិតអ្នកទទួល ឬអ្នកផ្តល់ជំនួយ)។ វាក៏ត្រូវគិតផងដែរអំពីការពិតដែលថាផ្នែកមួយអាចចាកចេញពីទឹកដីនៃ valence ហើយចន្លោះប្រហោងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅទីនោះ។

ចរន្តអគ្គិសនី

នៅក្នុង semiconductors បន្ថែមពីលើអេឡិចត្រុង អ៊ីយ៉ុងក៏អាចដើរតួជាអ្នកផ្ទុកបន្ទុកផងដែរ។ ប៉ុន្តែចរន្តអគ្គិសនីរបស់ពួកគេនៅក្នុងករណីភាគច្រើនគឺមានការធ្វេសប្រហែស។ ជាករណីលើកលែង មានតែ superconductors ionic ប៉ុណ្ណោះដែលអាចត្រូវបានគេលើកឡើង។ មានយន្តការសំខាន់បីនៃការផ្ទេរអេឡិចត្រុងនៅក្នុង semiconductors:

1. តំបន់សំខាន់។ ក្នុងករណីនេះ អេឡិចត្រុងចូលមកក្នុងចលនាដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរថាមពលរបស់វានៅក្នុងទឹកដីដែលអនុញ្ញាតដូចគ្នា។
2. ការផ្ទេរដោយលោតលើរដ្ឋដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម។
3. ប៉ូឡារ៉ុន។

exciton

រន្ធមួយ និងអេឡិចត្រុងអាចបង្កើតជារដ្ឋចង។ វាត្រូវបានគេហៅថា Wannier-Mott exciton ។ ក្នុងករណីនេះដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងគែមស្រូបយកមានការថយចុះដោយទំហំនៃចំណង។ ជាមួយនឹងថាមពលគ្រប់គ្រាន់ បរិមាណដ៏ច្រើននៃ excitons អាចបង្កើតបាននៅក្នុង semiconductors ។ នៅពេលដែលកំហាប់របស់ពួកគេកើនឡើង ការ condensation កើតឡើង ហើយរាវរន្ធអេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ផ្ទៃ semiconductor

ពាក្យទាំងនេះបង្ហាញពីស្រទាប់អាតូមិកជាច្រើនដែលមានទីតាំងនៅជិតគែមនៃឧបករណ៍។ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃផ្ទៃគឺខុសពីលក្ខណៈសម្បត្តិភាគច្រើន។ វត្តមាននៃស្រទាប់ទាំងនេះបំបែកស៊ីមេទ្រីនៃការបកប្រែនៃគ្រីស្តាល់។ នេះនាំឱ្យមានអ្វីដែលគេហៅថា ស្ថានភាពផ្ទៃ និងប៉ូលីតុន ការអភិវឌ្ឍប្រធានបទនៃក្រោយនេះ មួយក៏គួរជូនដំណឹងអំពីការបង្វិល និងរលករំញ័រ។ ដោយសារតែសកម្មភាពគីមីរបស់វា ផ្ទៃត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយស្រទាប់មីក្រូទស្សន៍នៃម៉ូលេគុលបរទេស ឬអាតូមដែលត្រូវបានស្រូបយកពីបរិស្ថាន។ ពួកគេកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិនៃស្រទាប់អាតូមិកមួយចំនួននោះ។ ជាសំណាងល្អ ការបង្កើតនូវបច្ចេកវិជ្ជាបូមធូលីខ្ពស់ជ្រុល ដែលធាតុ semiconductor ត្រូវបានបង្កើតឡើង ធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបាន និងរក្សាផ្ទៃស្អាតរយៈពេលជាច្រើនម៉ោង ដែលមានឥទ្ធិពលវិជ្ជមានទៅលើគុណភាពនៃផលិតផលលទ្ធផល។

គ្រឿងអេឡិចត្រូនិក។ សីតុណ្ហភាពប៉ះពាល់ដល់ភាពធន់

នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពនៃលោហធាតុកើនឡើង ភាពធន់របស់វាក៏កើនឡើងផងដែរ។ ជាមួយនឹង semiconductors ផ្ទុយគឺពិត - នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នាប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះនឹងថយចុះសម្រាប់ពួកគេ។ ចំណុចនៅទីនេះគឺថាចរន្តអគ្គិសនីនៃសម្ភារៈណាមួយ (ហើយលក្ខណៈនេះគឺសមាមាត្រច្រាសទៅនឹងភាពធន់) អាស្រ័យលើបន្ទុកបច្ចុប្បន្នដែលក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនមាន លើល្បឿននៃចលនារបស់ពួកគេនៅក្នុងវាលអគ្គិសនី និងនៅលើចំនួនរបស់ពួកគេក្នុងបរិមាណឯកតានៃ សម្ភារៈ។

នៅក្នុងធាតុ semiconductor ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ការប្រមូលផ្តុំនៃភាគល្អិតកើនឡើង ដោយសារតែនេះ ចរន្តកំដៅកើនឡើង និងភាពធន់នឹងថយចុះ។ អ្នកអាចពិនិត្យមើលវាប្រសិនបើអ្នកមានសំណុំសាមញ្ញនៃរូបវិទូវ័យក្មេងនិងសម្ភារៈចាំបាច់ - ស៊ីលីកុនឬ germanium អ្នកក៏អាចយក semiconductor ពីពួកគេ។ ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពនឹងកាត់បន្ថយភាពធន់ទ្រាំរបស់ពួកគេ។ ដើម្បី​ប្រាកដ​ពី​ចំណុច​នេះ អ្នក​ត្រូវ​ស្តុកទុក​ឧបករណ៍​វាស់​ដែល​នឹង​អាច​ឱ្យ​អ្នក​ឃើញ​ការ​ផ្លាស់​ប្តូរ​ទាំង​អស់។ នេះគឺជាករណីទូទៅ។ សូមក្រឡេកមើលជម្រើសឯកជនមួយចំនួន។

ភាពធន់និងអ៊ីយ៉ូដអេឡិចត្រូត

នេះគឺដោយសារតែការជីករូងក្រោមដីនៃអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់របាំងតូចចង្អៀតខ្លាំងដែលផ្គត់ផ្គង់ប្រហែលមួយរយមីក្រូម៉ែត្រ។ វាមានទីតាំងនៅចន្លោះគែមនៃតំបន់ថាមពល។ រូបរាងរបស់វាអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែខ្សែថាមពលត្រូវបានផ្អៀង ដែលកើតឡើងតែក្រោមឥទ្ធិពលនៃវាលអគ្គិសនីដ៏ខ្លាំងមួយ។ នៅពេលដែលការជីករូងក្រោមដីកើតឡើង (ដែលជាឥទ្ធិពលមេកានិចកង់ទិច) បន្ទាប់មកអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់របាំងសក្តានុពលតូចចង្អៀត ហើយថាមពលរបស់ពួកគេមិនផ្លាស់ប្តូរទេ។ នេះនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃកំហាប់នៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុក ហើយនៅក្នុងក្រុមទាំងពីរ៖ ទាំងការបញ្ជូន និងវ៉ាឡង់។ ប្រសិនបើដំណើរការនៃអ៊ីយ៉ូដអេឡិចត្រូតត្រូវបានបង្កើតឡើងនោះ ការបំបែកផ្លូវរូងក្រោមដីនៃសារធាតុ semiconductor អាចកើតឡើង។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការនេះភាពធន់នៃ semiconductors នឹងផ្លាស់ប្តូរ។ វាអាចបញ្ច្រាស់បាន ហើយដរាបណាវាលអគ្គីសនីត្រូវបានបិទ ដំណើរការទាំងអស់នឹងត្រូវបានស្តារឡើងវិញ។

ភាពធន់និងផលប៉ះពាល់អ៊ីយ៉ូដ

ក្នុងករណីនេះ រន្ធ និងអេឡិចត្រុងត្រូវបានពន្លឿន ខណៈពេលដែលវាឆ្លងកាត់ផ្លូវទំនេរមធ្យមក្រោមឥទ្ធិពលនៃវាលអគ្គិសនីដ៏ខ្លាំងមួយទៅកាន់តម្លៃដែលរួមចំណែកដល់ការបំភាយអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូម និងការបំបែកនៃចំណងកូវ៉ាលេនមួយ (អាតូមចម្បង ឬភាពមិនបរិសុទ្ធ។ ) ផលប៉ះពាល់អ៊ីយ៉ូដកើតឡើងដូចជាការធ្លាក់ព្រិល ហើយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកកើនឡើងនៅក្នុងវាដូចជាការធ្លាក់ព្រិល។ ក្នុងករណីនេះរន្ធនិងអេឡិចត្រុងដែលបានបង្កើតថ្មីត្រូវបានពន្លឿនដោយចរន្តអគ្គិសនី។ តម្លៃនៃចរន្តនៅក្នុងលទ្ធផលចុងក្រោយត្រូវបានគុណដោយមេគុណអ៊ីយ៉ូដនៃផលប៉ះពាល់ ដែលស្មើនឹងចំនួនគូរន្ធអេឡិចត្រុងដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកក្នុងផ្នែកមួយនៃផ្លូវ។ ការអភិវឌ្ឍន៍នៃដំណើរការនេះនៅទីបំផុតនាំទៅដល់ការបាក់បែកនៃសារធាតុ semiconductor ។ ភាពធន់របស់ semiconductors ក៏ផ្លាស់ប្តូរដែរ ប៉ុន្តែដូចនៅក្នុងករណីនៃការបំបែកផ្លូវរូងក្រោមដី វាអាចបញ្ច្រាស់បាន។

ការប្រើប្រាស់ semiconductors ក្នុងការអនុវត្ត

សារៈសំខាន់ពិសេសនៃធាតុទាំងនេះគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រ។ យើងស្ទើរតែគ្មានការងឿងឆ្ងល់ទេថា អ្នកនឹងមិនចាប់អារម្មណ៍នឹងសំណួរនៃអ្វីដែលជា semiconductors ប្រសិនបើវាមិនមែនសម្រាប់បំណងប្រាថ្នាក្នុងការប្រមូលផ្តុំវត្ថុដោយឯករាជ្យដោយប្រើពួកវា។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការស្រមៃមើលការងាររបស់ទូទឹកកកទំនើប ទូរទស្សន៍ ម៉ូនីទ័រកុំព្យួទ័រ ដោយគ្មានឧបករណ៍ semiconductors ។ កុំធ្វើដោយគ្មានពួកគេនិងការអភិវឌ្ឍន៍រថយន្តទំនើប។ ពួកគេក៏ត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងវិស័យអាកាសចរណ៍ និងបច្ចេកវិទ្យាអវកាសផងដែរ។ តើអ្នកយល់ទេថា semiconductors មានសារសំខាន់ប៉ុណ្ណា? ជាការពិតណាស់ វាមិនអាចនិយាយបានថា ទាំងនេះគឺជាធាតុតែមួយគត់ដែលមិនអាចជំនួសបានសម្រាប់អរិយធម៌របស់យើង ប៉ុន្តែពួកគេក៏មិនគួរត្រូវបានប៉ាន់ស្មានផងដែរ។

ការប្រើប្រាស់សារធាតុ semiconductors ក្នុងការអនុវត្តក៏ដោយសារតែកត្តាមួយចំនួន ដែលក្នុងនោះមានការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៃសម្ភារៈដែលត្រូវបានផលិត និងភាពងាយស្រួលនៃដំណើរការ និងទទួលបានលទ្ធផលដែលចង់បាន និងលក្ខណៈបច្ចេកទេសផ្សេងទៀត ដោយសារជម្រើស នៃអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលបង្កើតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកបានតាំងលំនៅលើពួកគេ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

យើងបានពិនិត្យយ៉ាងលំអិតនូវអ្វីជា semiconductors របៀបដែលវាដំណើរការ។ ភាពធន់របស់ពួកគេគឺផ្អែកលើដំណើរការរាងកាយ និងគីមីដ៏ស្មុគស្មាញ។ ហើយយើងអាចជូនដំណឹងដល់អ្នកថាការពិតដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងអត្ថបទនឹងមិនយល់ច្បាស់ថាអ្វីជា semiconductors សម្រាប់ហេតុផលសាមញ្ញដែលសូម្បីតែវិទ្យាសាស្ត្រមិនបានសិក្សាពីលក្ខណៈពិសេសនៃការងាររបស់ពួកគេរហូតដល់ទីបញ្ចប់។ ប៉ុន្តែយើងដឹងពីលក្ខណៈសម្បត្តិ និងលក្ខណៈសំខាន់ៗរបស់ពួកគេ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងអនុវត្តពួកវាក្នុងការអនុវត្ត។ ដូច្នេះហើយ អ្នកអាចរកមើលសម្ភារៈ semiconductor និងពិសោធន៍ជាមួយពួកគេដោយខ្លួនឯងដោយប្រយ័ត្នប្រយែង។ អ្នកណាដឹង ប្រហែលជាអ្នករុករកដ៏អស្ចារ្យម្នាក់កំពុងលង់ខ្លួនអ្នក?!

លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តនៃវត្ថុធាតុរឹង និងជាចម្បង លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីរបស់ពួកវា មិនត្រូវបានកំណត់ដោយរបៀបដែលតំបន់ត្រូវបានបង្កើតឡើងនោះទេ ប៉ុន្តែដោយរបៀបដែលពួកវាត្រូវបានបំពេញ។ តាមទស្សនៈនេះ សាកសពគ្រីស្តាល់ទាំងអស់អាចត្រូវបានបែងចែកជាពីរក្រុមផ្សេងគ្នា។ សាកសពទាំងអស់ដែលរួមបញ្ចូលនៅក្នុងក្រុមទីមួយគឺជាអ្នកដឹកនាំ។ ក្រុមទីពីរនៃអង្គធាតុរឹងរួមបញ្ចូលគ្នានូវសារធាតុ semiconductors និង dielectrics ។ ក្រុមទី 2 រួមបញ្ចូលសាកសពដែលតំបន់ទទេទាំងស្រុងមានទីតាំងនៅខាងលើតំបន់ដែលបំពេញទាំងស្រុង។ ក្រុមនេះក៏រួមបញ្ចូលផងដែរនូវគ្រីស្តាល់ដែលមានរចនាសម្ព័នពេជ្រ: ស៊ីលីកុន, germanium, សំណប៉ាហាំងពណ៌ប្រផេះ, ពេជ្រខ្លួនឯង; និងសមាសធាតុគីមីជាច្រើន - អុកស៊ីដដែក carbides ដែក nitrides corundum ។

Semiconductors ត្រូវបានបែងចែកទៅជាខាងក្នុង (សុទ្ធ) និងខាងក្រៅ (doped) ។ Semiconductors នៃកម្រិតខ្ពស់នៃភាពបរិសុទ្ធត្រូវបានគេហៅថា intrinsic ។ ក្នុងករណីនេះ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃគ្រីស្តាល់ទាំងមូលត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខណៈសម្បត្តិនៃអាតូមខាងក្នុងនៃធាតុ semiconductor ប៉ុណ្ណោះ។ រូបរាងនៃលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការដឹកនាំនៅក្នុង semiconductor អាចបណ្តាលមកពីការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពឥទ្ធិពលខាងក្រៅផ្សេងទៀត (ការ irradiation ពន្លឺ ការទម្លាក់គ្រាប់បែកនៃអេឡិចត្រុងលឿន) ។ វាមានសារៈសំខាន់តែមួយគត់ដែលសកម្មភាពខាងក្រៅបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរនៃអេឡិចត្រុងពីក្រុម valence ទៅក្រុម conduction ឬលក្ខខណ្ឌដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ការបង្កើតក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនដោយឥតគិតថ្លៃនៅក្នុងភាគច្រើននៃ semiconductor ។ ចរន្តខាងក្នុងជាមួយនឹងសមភាពដ៏តឹងរឹងនៃការប្រមូលផ្តុំក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៃសញ្ញាផ្សេងគ្នាអាចដឹងបានតែនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ដ៏ល្អឥតខ្ចោះប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌជាក់ស្តែង យើងតែងតែដោះស្រាយជាមួយនឹងគ្រីស្តាល់ដែលកខ្វក់ក្នុងកម្រិតមួយ ឬមួយផ្សេងទៀតដោយភាពមិនបរិសុទ្ធផ្សេងៗ។ ជាងនេះទៅទៀត វាគឺជាសារធាតុ semiconductors ដែលមិនបរិសុទ្ធ ដែលមានចំណាប់អារម្មណ៍ខ្លាំងបំផុតនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា semiconductor ។ សារធាតុ semiconductors ដែលមិនបរិសុទ្ធ អាស្រ័យលើប្រភេទនៃភាពមិនបរិសុទ្ធដែលបានណែនាំ ត្រូវបានបែងចែកទៅជា ម្ចាស់ជំនួយ (អេឡិចត្រូនិក) និង រន្ធ (conceptor) ។ ការបង្កើតរន្ធនៅក្នុងក្រុម valence មានន័យថារូបរាងនៃរន្ធនៅក្នុងគ្រីស្តាល់។ ដោយសារតែប្រភេទនៃ conductivity នេះ semiconductors ខ្លួនឯងត្រូវបានគេហៅថា hole semiconductors ឬ p-type semiconductors ។ ភាពមិនបរិសុទ្ធដែលត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងសារធាតុ semiconductor ដើម្បីចាប់យកអេឡិចត្រុងពីក្រុម valence ត្រូវបានគេហៅថាអ្នកទទួលយក ដែលនេះជាមូលហេតុដែលកម្រិតថាមពលនៃភាពមិនបរិសុទ្ធទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថាកម្រិតទទួលយក ហើយ semiconductors ខ្លួនឯងជាមួយនឹង impurities ត្រូវបានគេហៅថា acceptor semiconductors ។

Photoconductivity គឺជាដំណើរការមិនស្មើភាពគ្នានៅក្នុង semiconductors ដែលមានរូបរាង ឬការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងលក្ខណៈ conductive នៃ semiconductor ក្រោមឥទ្ធិពលនៃវិទ្យុសកម្មណាមួយ (infrared,visible or ultraviolet)។ តាមក្បួនមួយ ការ irradiation នៃ semiconductor ជាមួយពន្លឺត្រូវបានអមដោយការកើនឡើងនៃចរន្តអគ្គិសនីរបស់វា។ ការកើនឡើងនៃចរន្តត្រូវបានពន្យល់ដោយការកើនឡើងនៃកំហាប់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនឥតគិតថ្លៃ (ការចល័តនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនគ្មានលំនឹងជាក់ស្តែងមិនខុសពីការចល័តនៃលំនឹងទេ)។ ការបង្កើតក្រុមហ៊ុនទូរស័ព្ទចល័តលើសនៅពេលប៉ះនឹងពន្លឺគឺអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់ហេតុផលសំខាន់ៗបីដូចខាងក្រោមៈ

• quanta ពន្លឺ, អន្តរកម្មជាមួយអេឡិចត្រុងដែលមានទីតាំងនៅកម្រិតម្ចាស់ជំនួយមិនបរិសុទ្ធ, និងផ្តល់ឱ្យពួកគេថាមពលរបស់ពួកគេ, ផ្ទេរពួកវាទៅក្រុម conduction ដោយហេតុនេះបង្កើនការប្រមូលផ្តុំនៃ conduction អេឡិចត្រុង;
• ពន្លឺ quanta រំភើបអេឡិចត្រុងដែលមានទីតាំងស្ថិតនៅក្នុងក្រុម valence និងផ្ទេរពួកវាទៅកម្រិតអ្នកទទួលយកដោយហេតុនេះបង្កើតរន្ធដោយឥតគិតថ្លៃនៅក្នុងក្រុមតន្រ្តី valence និងបង្កើនការប្រព្រឹត្ដរន្ធនៃ semiconductor នេះ;
• ពន្លឺ quanta ផ្ទេរអេឡិចត្រុងពីក្រុម valence ដោយផ្ទាល់ទៅក្រុម conduction ដោយហេតុនេះបង្កើតទាំងរន្ធចល័តនិងអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃក្នុងពេលតែមួយ។

បច្ចុប្បន្ននេះ ឧបករណ៍ semiconductor ត្រូវបានប្រើប្រាស់ស្ទើរតែគ្រប់ផ្នែកនៃផ្នែកអេឡិចត្រូនិច និងវិស្វកម្មវិទ្យុ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបីជាមានភាពខុសគ្នាខ្លាំងនៃឧបករណ៍ទាំងនេះក៏ដោយ ពួកវាជាធម្មតាផ្អែកលើប្រតិបត្តិការនៃប្រសព្វ p-n ធម្មតា ឬប្រព័ន្ធនៃប្រសព្វ p-n ជាច្រើន។ អ៊ីដ្រូសែន semiconductor មានប្រសព្វ p-n តែមួយប៉ុណ្ណោះ ទៅកាន់តំបន់នីមួយៗដែលធាតុបញ្ចូលលោហៈត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយប្រើទំនាក់ទំនង ohmic ។ ឌីយ៉ូត semiconductor ត្រូវបានប្រើជាចម្បងដើម្បីកែតម្រូវចរន្តឆ្លាស់។

មិនដូច semiconductor diodes ត្រង់ស៊ីស្ទ័រគឺជាប្រព័ន្ធ semiconductor ដែលមានតំបន់បីដែលបំបែកដោយប្រសព្វ p-n ពីរ។ តំបន់នីមួយៗមានទិន្នផលរៀងៗខ្លួន។ ដូច្នេះដោយភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយ triodes ខ្វះចន្លោះ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រត្រូវបានគេហៅថា semiconductor triodes ។ ហើយតាមរយៈការណាត់ជួប ត្រង់ស៊ីស្ទ័រគឺស្រដៀងទៅនឹងម៉ាស៊ីនបូមធូលី៖ តំបន់សំខាន់នៃការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេគឺការពង្រីកសញ្ញាអគ្គិសនីនៅក្នុងវ៉ុល និងថាមពល។ ដើម្បីទទួលបានត្រង់ស៊ីស្ទ័រនៅក្នុងចានគ្រីស្តាល់តែមួយ semiconductor ជាមួយនឹងប្រភេទជាក់លាក់នៃ conductivity នៅលើមុខពីររបស់វា ភាពមិនបរិសុទ្ធត្រូវបានបញ្ជូល ឬសាយភាយដោយបញ្ចោញចរន្តនៃប្រភេទផ្ទុយទៅតំបន់ជិតផ្ទៃ។ អ្នកអាចបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រជាប្រភេទ p-n-p-type និង n-p-n-type ។ មិនមានភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានរវាងពួកគេទេ។ វាគ្រាន់តែថារន្ធដើរតួនាទីសំខាន់នៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ p-n-p-type និងអេឡិចត្រុងនៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ n-p-n-type ។

Semiconductors បានផ្ទុះឡើងយ៉ាងលឿនចូលទៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យា។ ការសន្សំសម្បើមក្នុងការប្រើប្រាស់ថាមពល ការបង្រួមដ៏អស្ចារ្យនៃឧបករណ៍ដោយសារតែដង់ស៊ីតេវេចខ្ចប់ខ្ពស់មិនធម្មតានៃធាតុនៅក្នុងសៀគ្វី ភាពជឿជាក់ខ្ពស់បានអនុញ្ញាតឱ្យ semiconductors ឈ្នះតំណែងឈានមុខគេក្នុងផ្នែកអេឡិចត្រូនិច វិស្វកម្មវិទ្យុ និងវិទ្យាសាស្ត្រ។ ការស្រាវជ្រាវនៅក្នុងលំហ ដែលតម្រូវការសម្រាប់ទំហំ ទម្ងន់ និងការប្រើប្រាស់ថាមពលមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងនោះ បច្ចុប្បន្ននេះ មិនអាចនឹកស្មានដល់ដោយគ្មានឧបករណ៍ semiconductor ដែលតាមវិធីនេះ ទទួលបានថាមពលក្នុងការហោះហើរដោយស្វយ័តនៃឧបករណ៍ពីអាគុយពន្លឺព្រះអាទិត្យដែលដំណើរការលើធាតុ semiconductor ។ ការរំពឹងទុកដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យា semiconductor ត្រូវបានបើកដោយមីក្រូអេឡិចត្រូនិច។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លទ្ធភាពនៃសារធាតុ semiconductors គឺនៅឆ្ងាយពីការអស់កម្លាំង ហើយពួកគេកំពុងរង់ចាំអ្នកស្រាវជ្រាវថ្មីរបស់ពួកគេ។

កម្មវិធី semiconductor

បច្ចុប្បន្ននេះ ឧបករណ៍ semiconductor ត្រូវបានប្រើប្រាស់ស្ទើរតែគ្រប់ផ្នែកនៃផ្នែកអេឡិចត្រូនិច និងវិស្វកម្មវិទ្យុ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបីជាមានភាពខុសគ្នាខ្លាំងនៃឧបករណ៍ទាំងនេះក៏ដោយ ពួកវាជាធម្មតាផ្អែកលើប្រតិបត្តិការនៃប្រសព្វ p-n ធម្មតា ឬប្រព័ន្ធនៃប្រសព្វ p-n ជាច្រើន។

អ៊ីដ្រូសែន semiconductor មានប្រសព្វ p-n តែមួយប៉ុណ្ណោះ ទៅកាន់តំបន់នីមួយៗដែលធាតុបញ្ចូលលោហៈត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយប្រើទំនាក់ទំនង ohmic ។

diodes rectifier ។ ឌីយ៉ូត semiconductor ត្រូវបានប្រើជាចម្បងដើម្បីកែតម្រូវចរន្តឆ្លាស់។ គ្រោងការណ៍សាមញ្ញបំផុតសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ diode semiconductor ជាធាតុកែតម្រូវត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ។ ប្រភពតង់ស្យុងឆ្លាស់ i-, diode D និង load resistor Rn ត្រូវបានភ្ជាប់ជាស៊េរី។ ទិសដៅលំហូរនៃ diode ត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយព្រួញមួយ (ពី anode ទៅ cathode) ។

អនុញ្ញាតឱ្យវ៉ុលនៅស្ថានីយប្រភពផ្លាស់ប្តូរយោងទៅតាមច្បាប់ sinusoidal (រូបភាព 2, ក) ។ ក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលវដ្តវិជ្ជមាននៅពេលដែល "+" ត្រូវបានអនុវត្តទៅ anode នៃ diode ហើយ "-" ទៅ cathode នោះ diode បើកក្នុងទិសដៅទៅមុខហើយចរន្តហូរកាត់វា។ ក្នុងករណីនេះតម្លៃភ្លាមៗនៃចរន្ត I ត្រូវបានកំណត់ដោយតម្លៃភ្លាមៗនៃវ៉ុលនិងនៅស្ថានីយប្រភពនិងភាពធន់នៃបន្ទុក (ភាពធន់នៃ diode ក្នុងទិសដៅទៅមុខគឺតូចហើយអាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់) ។ ក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលវដ្តអវិជ្ជមានមិនមានចរន្តឆ្លងកាត់ឌីអេដទេ។ ដូច្នេះចរន្តជីពចរមួយហូរក្នុងសៀគ្វី ក្រាហ្វដែលត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ខ។ pulsating ដូចគ្នានឹងជាវ៉ុល un នៅលើ Load resistor ។ ចាប់តាំងពី u=iR ការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុល u ធ្វើម្តងទៀតនូវការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងចរន្ត i ។ បន្ទាត់រាងប៉ូលនៃវ៉ុលដែលបានបង្កើតនៅលើធន់ទ្រាំនឹងបន្ទុកគឺតែងតែដូចគ្នាហើយវាត្រូវបានកំណត់ស្របតាមទិសដៅនៃចរន្តបញ្ជូន: នៅចុងបញ្ចប់នៃភាពធន់ទ្រាំដែលប្រឈមមុខនឹង cathode នឹងមាន "+" ហើយផ្ទុយទៅវិញ បញ្ចប់ "-" ។

គ្រោងការណ៍ដែលបានពិចារណានៃការកែតម្រូវគឺពាក់កណ្តាលរលក។ ដើម្បីកាត់បន្ថយរលកនៃតង់ស្យុងដែលបានកែតម្រូវ តម្រងរលោងត្រូវបានប្រើ។ វិធីសាស្រ្តធ្វើឱ្យរលោងសាមញ្ញបំផុតគឺការភ្ជាប់ capacitor C ស្របជាមួយនឹងបន្ទុកទប់ទល់ (បង្ហាញក្នុងបន្ទាត់ចំនុចក្នុងរូបភាពទី 1) ។ ក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលវដ្តវិជ្ជមានផ្នែកនៃចរន្តដែលឆ្លងកាត់ដោយ diode ទៅសាក capacitor ។ ក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលវដ្តអវិជ្ជមាននៅពេលដែល diode ត្រូវបានចាក់សោ capacitor ត្រូវបានរំសាយចេញតាមរយៈ Rp បង្កើតចរន្តនៅក្នុងវាក្នុងទិសដៅដូចគ្នា។ ដោយសារតែនេះ, វ៉ុល ripple នៅទូទាំង resistor ផ្ទុកត្រូវបានរលូនយ៉ាងធំចេញ។