នៅក្នុង semiconductors អេឡិចត្រុងសេរី និងរន្ធស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនៃចលនាច្របូកច្របល់។ ដូច្នេះប្រសិនបើយើងជ្រើសរើសផ្នែកដែលបំពាននៅក្នុងបរិមាណនៃ semiconductor ហើយរាប់ចំនួនអ្នកបញ្ជូនបន្ទុកដែលឆ្លងកាត់ផ្នែកនេះក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាពីឆ្វេងទៅស្តាំនិងពីស្តាំទៅឆ្វេងនោះតម្លៃនៃលេខទាំងនេះនឹងដូចគ្នា។ នេះមានន័យថាមិនមានចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងបរិមាណនៃ semiconductor នេះទេ។ នៅពេលដែល semiconductor ត្រូវបានដាក់នៅក្នុងវាលអគ្គិសនីនៃកម្លាំង E ធាតុផ្សំនៃចលនាទិសដៅត្រូវបានដាក់លើចលនាច្របូកច្របល់នៃអ្នកផ្ទុកបន្ទុក។ ចលនាដឹកនាំរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកនៅក្នុងវាលអគ្គីសនីបណ្តាលឱ្យមានរូបរាងនៃចរន្តដែលហៅថារសាត់ (រូបភាព 1.5)

នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់កំហាប់នៃអេឡិចត្រុងនិងរន្ធកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែការបំបែកចំណង covalent ហើយទោះបីជាមានការថយចុះនៃការចល័តរបស់វាក៏ដោយក៏ចរន្តអគ្គិសនីរបស់ semiconductor កើនឡើងជាលំដាប់។

រូបភាព 1.5 ចរន្តអណ្តែតនៅក្នុង semiconductor

1.2.2 ចរន្តសាយភាយ

បន្ថែមពីលើការរំជើបរំជួលដោយកម្ដៅ ដែលនាំទៅដល់ការលេចចេញនូវកំហាប់លំនឹងនៃបន្ទុកដែលចែកចាយស្មើៗគ្នាលើបរិមាណនៃសារធាតុ semiconductor ការបង្កើនសារធាតុ semiconductor ជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងរហូតដល់កំហាប់ n p និងរន្ធរហូតដល់កំហាប់ p n អាចត្រូវបានអនុវត្តដោយ បំភ្លឺវា បញ្ចេញពន្លឺដោយស្ទ្រីមនៃភាគល្អិតសាកថ្ម ណែនាំពួកវាតាមរយៈទំនាក់ទំនង (ការចាក់) ។ល។ ក្នុងករណីនេះ ថាមពលរបស់ exciter ត្រូវបានផ្ទេរដោយផ្ទាល់ទៅអ្នកផ្ទុកបន្ទុក ហើយថាមពលកំដៅនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់នៅតែអនុវត្តបានថេរ។ . អាស្រ័យហេតុនេះ ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកលើសមិនស្ថិតក្នុងលំនឹងកម្ដៅជាមួយបន្ទះឈើទេ ដូច្នេះហើយត្រូវបានគេហៅថាគ្មានលំនឹង។ មិនដូចលំនឹងទេ ពួកវាអាចត្រូវបានចែកចាយមិនស្មើគ្នាលើបរិមាណនៃ semiconductor (រូបភាព 1.6)

បន្ទាប់ពីការបញ្ចប់នៃសកម្មភាពរបស់ exciter ដោយសារតែការផ្សំឡើងវិញនៃអេឡិចត្រុងនិងរន្ធការប្រមូលផ្តុំនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនលើសបានថយចុះយ៉ាងឆាប់រហ័សហើយឈានដល់តម្លៃលំនឹង។

ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកបញ្ចូលឡើងវិញនៅក្នុងភាគច្រើននៃ semiconductor និងនៅលើផ្ទៃរបស់វា។ ការចែកចាយមិនស្មើគ្នានៃអ្នកផ្ទុកបន្ទុកគ្មានលំនឹងត្រូវបានអមដោយការសាយភាយរបស់ពួកគេឆ្ពោះទៅរកកំហាប់ទាប។ ចលនារបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកនេះបណ្តាលឱ្យឆ្លងកាត់ចរន្តអគ្គិសនី ហៅថា ការសាយភាយ (រូបភាព 1.6) ។

រូបភាពទី 1.6 ការសាយភាយចរន្តនៅក្នុង semiconductor

1.3 បាតុភូតទំនាក់ទំនង

ការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុងនៅក្នុងស្ថានភាពលំនឹង

គោលការណ៍នៃការប្រតិបតិ្តការនៃឧបករណ៍ semiconductor ភាគច្រើនគឺផ្អែកលើបាតុភូតរូបវន្តដែលកើតឡើងនៅក្នុងតំបន់នៃទំនាក់ទំនងនៃវត្ថុធាតុរឹង។ ក្នុងករណីនេះទំនាក់ទំនងត្រូវបានប្រើជាចម្បង: semiconductor-semiconductor; លោហៈ semiconductor; លោហៈ - អ៊ីសូឡង់ - semiconductor ។

ប្រសិនបើប្រសព្វមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាង n-type និង p-type semiconductors នោះវាត្រូវបានគេហៅថា electron-hole ឬ p-n junction ។

ការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor តែមួយដោយប្រើប្រតិបត្តិការបច្ចេកវិជ្ជាស្មុគស្មាញ និងចម្រុះ។

ពិចារណាការផ្លាស់ប្តូរ p-n ដែលក្នុងនោះការប្រមូលផ្តុំនៃម្ចាស់ជំនួយ N d និងអ្នកទទួល N មានការផ្លាស់ប្តូរភ្លាមៗនៅចំណុចប្រទាក់ (រូបភាព 1.7, ក) ។ ការផ្លាស់ប្តូរ p-n បែបនេះត្រូវបានគេហៅថាមុតស្រួច។ ការប្រមូលផ្តុំលំនឹងនៃរន្ធនៅក្នុង p-region () លើសពីការផ្តោតអារម្មណ៍របស់ពួកគេនៅក្នុង n-region () ។ ដូចគ្នានេះដែរសម្រាប់អេឡិចត្រុងលក្ខខណ្ឌ> ពេញចិត្ត។ ការចែកចាយមិនស្មើគ្នានៃការប្រមូលផ្តុំនៃបន្ទុកដូចគ្នានៅក្នុងគ្រីស្តាល់ (រូបភាព 1.7, ខ) នាំឱ្យមានការសាយភាយនៃអេឡិចត្រុងពីតំបន់ n ទៅតំបន់ p និងរន្ធពី p-region ទៅ n-region ។ ចលនានៃការចោទប្រកាន់នេះបង្កើតចរន្តសាយភាយនៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធ។

អេឡិចត្រុង និងរន្ធដែលឆ្លងកាត់ទំនាក់ទំនងទៅគ្នាទៅវិញទៅមក (ដោយសារតែការសាយភាយ) ផ្សំឡើងវិញ និងបន្ទុកដែលមិនផ្តល់សំណងនៃអ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ឧបករណ៍ទទួលយកត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងតំបន់ជិតទំនាក់ទំនងនៃរន្ធ semiconductor ហើយនៅក្នុង semiconductor អេឡិចត្រូនិច បន្ទុកដែលមិនផ្តល់សំណងនៃ អ៊ីយ៉ុងម្ចាស់ជំនួយវិជ្ជមាន (រូបភាព 1.6, គ) ។ ដូច្នេះ semiconductor អេឡិចត្រូនិកត្រូវបានគិតថ្លៃវិជ្ជមាន ហើយ semiconductor រន្ធមួយត្រូវបានចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាន។ រវាងតំបន់ដែលមានប្រភេទផ្សេងគ្នានៃចរន្តអគ្គិសនី មានវាលអគ្គីសនីផ្ទាល់ខ្លួនដែលមានកម្លាំងនៃ E inc (រូបភាព 1.7, a) ដែលបង្កើតឡើងដោយស្រទាប់ពីរនៃបន្ទុកអវកាស។

វាលអគ្គីសនីខាងក្នុងគឺយឺតសម្រាប់ក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុកភាគច្រើន និងបង្កើនល្បឿនសម្រាប់អនីតិជន។ អេឡិចត្រុងនៃតំបន់ p និងរន្ធនៃតំបន់ n ដែលបង្កើតចលនាកម្ដៅ ធ្លាក់ក្នុងដែនកំណត់នៃវាលអគ្គិសនីដែលសាយភាយ ត្រូវបានអនុវត្តដោយវា ហើយត្រូវបានផ្ទេរទៅតំបន់ផ្ទុយគ្នា បង្កើតជាចរន្តរសាត់ ឬចរន្តចរន្ត។

រូបភាព 1.7 ស្ថានភាពលំនឹងនៃប្រសព្វ p-n

តំបន់ដែលនៅជិតទំនាក់ទំនងដែលមានវាលអគ្គីសនីរបស់វាត្រូវបានគេហៅថា ទំ- នការផ្លាស់ប្តូរ. នៅក្នុងតំបន់នេះ semiconductor ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយចរន្តអគ្គិសនីរបស់វាផ្ទាល់ហើយមានភាពធន់ទ្រាំកើនឡើងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងបរិមាណដែលនៅសល់។ ក្នុងន័យនេះ វាត្រូវបានគេហៅថាស្រទាប់របាំង ឬតំបន់បន្ទុកអវកាស។

ទទឹងនៃស្រទាប់របាំងត្រូវបានប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដោយការប្រមូលផ្តុំនៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធ។ ការបង្កើនកំហាប់នៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធធ្វើឱ្យស្រទាប់របាំងរួមតូច ខណៈពេលដែលការថយចុះវាពង្រីកវា។ វាត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ដើម្បីផ្តល់ឱ្យឧបករណ៍ semiconductor នូវលក្ខណៈសម្បត្តិដែលត្រូវការ។

សារធាតុ semiconductors គឺជាសារធាតុដែលមានកម្រិតមធ្យមក្នុងចរន្តអគ្គិសនីរវាង conductors ល្អ និង insulators ល្អ (dielectrics) ។

សារធាតុ semiconductors ក៏ជាធាតុគីមី (germanium Ge, silicon Si, selenium Se, tellurium Te) និងសមាសធាតុនៃធាតុគីមី (PbS, CdS ជាដើម)។

ធម្មជាតិនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបច្ចុប្បន្ននៅក្នុង semiconductors ផ្សេងគ្នាគឺខុសគ្នា។ នៅក្នុងពួកគេមួយចំនួន បន្ទុកគឺ អ៊ីយ៉ុង; នៅកន្លែងផ្សេងទៀត ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកគឺអេឡិចត្រុង។

ចរន្តខាងក្នុងនៃ semiconductors

ចរន្តខាងក្នុងនៅក្នុង semiconductors មានពីរប្រភេទគឺ ចរន្តអេឡិចត្រូនិច និង រន្ធនៅក្នុង semiconductors ។

1. ចរន្តអេឡិចត្រូនិចនៃ semiconductors ។

ចរន្តអេឡិចត្រូនិចត្រូវបានអនុវត្តដោយចលនាដឹកនាំនៅក្នុងចន្លោះអន្តរអាតូមនៃអេឡិចត្រុងសេរីដែលបានចាកចេញពីសែលវ៉ាឡង់នៃអាតូមដែលជាលទ្ធផលនៃឥទ្ធិពលខាងក្រៅ។

2. រន្ធ conductivity នៃ semiconductors ។

ដំណើរការរន្ធត្រូវបានអនុវត្តជាមួយនឹងចលនាដឹកនាំនៃ valence អេឡិចត្រុងទៅកន្លែងទំនេរនៅក្នុងចំណងគូអេឡិចត្រុង - រន្ធ។ អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់នៃអាតូមអព្យាក្រឹតដែលមានទីតាំងនៅជិតអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន (រន្ធ) ត្រូវបានទាក់ទាញទៅរន្ធហើយលោតចូលទៅក្នុងវា។ ក្នុងករណីនេះ អ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន (រន្ធ) ត្រូវបានបង្កើតឡើងជំនួសអាតូមអព្យាក្រឹត ហើយអាតូមអព្យាក្រឹតត្រូវបានបង្កើតឡើងជំនួសអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន (រន្ធ)។

នៅក្នុង semiconductor សុទ្ធដោយគ្មានភាពកខ្វក់ពីបរទេស អេឡិចត្រុងសេរីនីមួយៗត្រូវគ្នាទៅនឹងការបង្កើតរន្ធមួយ i.e. ចំនួនអេឡិចត្រុងនិងរន្ធដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្កើតចរន្តគឺដូចគ្នា។

ចរន្តដែលចំនួនដូចគ្នានៃបន្ទុក (អេឡិចត្រុង និងរន្ធ) កើតឡើងត្រូវបានគេហៅថា ចរន្តខាងក្នុងនៃសារធាតុ semiconductors ។

ចរន្តខាងក្នុងរបស់ semiconductors ជាធម្មតាតូច ព្រោះចំនួនអេឡិចត្រុងសេរីមានតិច។ ដានតិចតួចបំផុតនៃភាពមិនបរិសុទ្ធផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ semiconductors ។

ចរន្តអគ្គិសនីនៃសារធាតុ semiconductors នៅក្នុងវត្តមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធ

ភាពមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុង semiconductor គឺជាអាតូមនៃធាតុគីមីបរទេសដែលមិនមាននៅក្នុង semiconductor សំខាន់។

ភាពមិនបរិសុទ្ធនៃចរន្ត- នេះគឺជាចរន្តនៃសារធាតុ semiconductors ដោយសារតែការណែនាំនៃភាពមិនបរិសុទ្ធចូលទៅក្នុងបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់។

ក្នុងករណីខ្លះឥទ្ធិពលនៃភាពមិនបរិសុទ្ធបង្ហាញរាងដោយខ្លួនឯងនៅក្នុងការពិតដែលថាយន្តការ "រន្ធ" នៃចរន្តក្លាយទៅជាមិនអាចទៅរួចនោះទេហើយចរន្តនៅក្នុង semiconductor ត្រូវបានអនុវត្តជាចម្បងដោយចលនានៃអេឡិចត្រុងសេរី។ semiconductors បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកអេឡិចត្រូនិកឬ n-ប្រភេទ semiconductors(ពីពាក្យឡាតាំង negativus - អវិជ្ជមាន) ។ ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់គឺអេឡិចត្រុង ហើយមិនមែនរន្ធសំខាន់ៗទេ។ n-type semiconductors គឺជា semiconductors ដែលមានសារធាតុមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ។

1. ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ។

ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ គឺជាវត្ថុដែលងាយស្រួលបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង ហើយជាលទ្ធផល បង្កើនចំនួនអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃ។ ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយផ្គត់ផ្គង់ចរន្តអេឡិចត្រុងដោយគ្មានរូបរាងនៃចំនួនរន្ធដូចគ្នា។

ឧទាហរណ៍ធម្មតានៃភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយនៅក្នុង tetravalent germanium Ge គឺជាអាតូមអាសេនិច pentavalent As ។

នៅក្នុងករណីផ្សេងទៀត ចលនានៃអេឡិចត្រុងសេរីក្លាយជាមិនអាចអនុវត្តបាន ហើយចរន្តត្រូវបានអនុវត្តដោយចលនានៃរន្ធប៉ុណ្ណោះ។ semiconductors ទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថា រន្ធ semiconductorsឬ p-type semiconductors(មកពីពាក្យឡាតាំង positivus - វិជ្ជមាន) ។ ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់គឺរន្ធ ហើយមិនមែនមេទេ - អេឡិចត្រុង។ . Semiconductors នៃ p-type គឺជា semiconductors ដែលមាន impurities ។

ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួលយក គឺជាភាពមិនបរិសុទ្ធដែលមិនមានអេឡិចត្រុងគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបង្កើតចំណងគូអេឡិចត្រុងធម្មតា។

ឧទាហរណ៏នៃភាពមិនបរិសុទ្ធនៃអ្នកទទួលយកនៅក្នុង germanium Ge គឺជាអាតូម gallium trivalent

ចរន្តអគ្គិសនីតាមរយៈទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors នៃ p-type និង n-type p-n junction គឺជាស្រទាប់ទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors impurity ពីរនៃ p-type និង n-type; ប្រសព្វ p-n គឺជាតំបន់បំបែកព្រំដែនជាមួយ hole (p) conduction និង electro (n) conduction ក្នុងគ្រីស្តាល់តែមួយ។

ប្រសព្វ p-n ផ្ទាល់

ប្រសិនបើ n-semiconductor ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងប៉ូលអវិជ្ជមាននៃប្រភពថាមពល ហើយប៉ូលវិជ្ជមាននៃប្រភពថាមពលត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹង p-semiconductor បន្ទាប់មកនៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គិសនី អេឡិចត្រុងនៅក្នុង n-semiconductor និង រន្ធនៅក្នុង p-semiconductor នឹងផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកគ្នាទៅវិញទៅមកទៅកាន់ចំណុចប្រទាក់ semiconductor ។ អេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់ព្រំដែន "បំពេញ" រន្ធ, ចរន្តតាមរយៈប្រសព្វ pn ត្រូវបានអនុវត្តដោយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកសំខាន់។ ជាលទ្ធផលចរន្តនៃគំរូទាំងមូលកើនឡើង។ ជាមួយនឹងទិសដៅផ្ទាល់ (ឆ្លងកាត់) នៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ កម្រាស់នៃស្រទាប់របាំង និងភាពធន់ទ្រាំរបស់វាថយចុះ។

ក្នុងទិសដៅនេះចរន្តឆ្លងកាត់ព្រំដែននៃ semiconductors ទាំងពីរ។

ប្រសព្វ pn បញ្ច្រាស

ប្រសិនបើ n-semiconductor ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅប៉ូលវិជ្ជមាននៃប្រភពថាមពល ហើយ p-semiconductor ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងប៉ូលអវិជ្ជមាននៃប្រភពថាមពល នោះអេឡិចត្រុងនៅក្នុង n-semiconductor និងរន្ធនៅក្នុង p-semiconductor ស្ថិតនៅក្រោមសកម្មភាព។ នៃវាលអគ្គីសនីនឹងផ្លាស់ទីពីចំណុចប្រទាក់ក្នុងទិសដៅផ្ទុយ ចរន្តឆ្លងកាត់ p -n-transition ត្រូវបានអនុវត្តដោយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកតូចតាច។ នេះនាំឱ្យមានការឡើងក្រាស់នៃស្រទាប់របាំងនិងការកើនឡើងនៃភាពធន់របស់វា។ ជាលទ្ធផលចរន្តនៃគំរូប្រែទៅជាមិនសំខាន់ហើយភាពធន់ទ្រាំមានទំហំធំ។

ស្រទាប់របាំងដែលគេហៅថាត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ជាមួយនឹងទិសដៅនៃវាលខាងក្រៅនេះ ចរន្តអគ្គិសនីអនុវត្តមិនឆ្លងកាត់ទំនាក់ទំនងរបស់ p- និង n-semiconductors ទេ។

ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុងមានចរន្តម្ខាង។

ការពឹងផ្អែកនៃចរន្តនៅលើវ៉ុល - វ៉ុល - លក្ខណៈបច្ចុប្បន្ននៃប្រសព្វ p-n ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាព (វ៉ុល - លក្ខណៈបច្ចុប្បន្ននៃប្រសព្វ p-n ដោយផ្ទាល់ត្រូវបានបង្ហាញដោយបន្ទាត់រឹង វ៉ុល - អំពែរ លក្ខណៈនៃប្រសព្វ p-n បញ្ច្រាសត្រូវបានបង្ហាញ។ ដោយបន្ទាត់ចំនុច) ។

ឧបករណ៍ពាក់កណ្ដាល៖

ឌីយ៉ូត Semiconductor - សម្រាប់ការកែតម្រូវចរន្តឆ្លាស់ វាប្រើមួយ p - n - ប្រសព្វជាមួយនឹងការទប់ទល់ផ្សេងៗគ្នា៖ ក្នុងទិសដៅទៅមុខ ភាពធន់នៃ p - n - ប្រសព្វគឺតិចជាងច្រើនក្នុងទិសដៅបញ្ច្រាស។

Photoresistors - សម្រាប់ការចុះឈ្មោះ និងការវាស់វែងនៃលំហូរពន្លឺខ្សោយ។ ដោយមានជំនួយរបស់ពួកគេកំណត់គុណភាពនៃផ្ទៃគ្រប់គ្រងវិមាត្រនៃផលិតផល។

Thermistor - សម្រាប់ការវាស់សីតុណ្ហភាពពីចម្ងាយ ការជូនដំណឹងភ្លើង។

មេរៀនលេខ 41-169 ចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុង semiconductors ។ ឌីយ៉ូត semiconductor ។ ឧបករណ៍ semiconductor ។

សារធាតុ semiconductor គឺជាសារធាតុដែលធន់ទ្រាំអាចប្រែប្រួលក្នុងជួរធំទូលាយ ហើយថយចុះយ៉ាងលឿនជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព ដែលមានន័យថា ចរន្តអគ្គិសនីកើនឡើង។ វាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងស៊ីលីកុន germanium សេលេញ៉ូម និងនៅក្នុងសមាសធាតុមួយចំនួន។ យន្តការនៃដំណើរការនៅក្នុង semiconductors គ្រីស្តាល់ Semiconductor មានបន្ទះគ្រីស្តាល់អាតូម ដែលអេឡិចត្រុងខាងក្រៅត្រូវបានចងភ្ជាប់ទៅនឹងអាតូមជិតខាងដោយចំណង covalent ។ នៅសីតុណ្ហភាពទាប សារធាតុ semiconductors សុទ្ធមិនមានអេឡិចត្រុងសេរីទេ ហើយវាមានឥរិយាបទដូច dielectric ។ ប្រសិនបើ semiconductor គឺសុទ្ធ (ដោយគ្មានភាពមិនបរិសុទ្ធ) បន្ទាប់មកវាមានចរន្តផ្ទាល់របស់វា (តូច) ។ចរន្តខាងក្នុងមានពីរប្រភេទ៖ 1) អេឡិចត្រូនិច ( conductivity " ទំ"-type) នៅសីតុណ្ហភាពទាបនៅក្នុង semiconductors អេឡិចត្រុងទាំងអស់ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងស្នូល ហើយភាពធន់គឺធំ។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ថាមពល kinetic នៃភាគល្អិតកើនឡើង ចំណងបំបែក ហើយអេឡិចត្រុងសេរីលេចឡើង - ភាពធន់នឹងថយចុះ។ អេឡិចត្រុងសេរីផ្លាស់ទីផ្ទុយ ទៅនឹងវ៉ិចទ័រកម្លាំងនៃវាលអគ្គិសនី។​ ចរន្តអេឡិចត្រូនិចនៃសារធាតុ semiconductors គឺដោយសារតែវត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងសេរី។ 2) hole ( conductivity "p"-type)) នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ចំណង covalent ដែលធ្វើឡើងដោយ valence electrons រវាងអាតូមត្រូវបានបំផ្លាញ ហើយ កន្លែងដែលបាត់អេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្កើតឡើង - "រន្ធ" កន្លែងរបស់វាអាចត្រូវបានជំនួសដោយ valence electrons ។ ចលនានៃ "រន្ធ" គឺស្មើនឹងចលនានៃបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ចលនានៃរន្ធកើតឡើងក្នុងទិសដៅនៃ វ៉ិចទ័រកម្លាំងនៃវាលអគ្គិសនី។ការដាច់នៃចំណង covalent និងការកើតឡើងនៃចរន្តខាងក្នុងនៃ semiconductors អាចបណ្តាលមកពីកំដៅ ពន្លឺ m (មុខងារថតចម្លង) និងសកម្មភាពនៃវាលអគ្គិសនីខ្លាំង។ R(t) អាស្រ័យ : thermistor
- ការវាស់វែងពីចម្ងាយ t; - សំឡេងរោទិ៍ភ្លើង

conductivity សរុបនៃ semiconductor សុទ្ធ គឺជាផលបូកនៃ conductivities នៃប្រភេទ "p" និង "n" ហើយត្រូវបានគេហៅថា electron-hole conductivity ។ Semiconductors នៅក្នុងវត្តមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធ ពួកគេមានចរន្តផ្ទាល់ និងមិនបរិសុទ្ធ។ វត្តមាន​នៃ​ភាព​មិន​បរិសុទ្ធ​ជួយ​បង្កើន​ចរន្ត​អគ្គិសនី​យ៉ាង​ខ្លាំង។ នៅពេលដែលការផ្តោតអារម្មណ៍នៃភាពមិនបរិសុទ្ធផ្លាស់ប្តូរចំនួននៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនចរន្តអគ្គិសនី - អេឡិចត្រុងនិងរន្ធ - ផ្លាស់ប្តូរ។ សមត្ថភាពក្នុងការគ្រប់គ្រងចរន្តក្រោមការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៃ semiconductors ។ មានសារធាតុមិនបរិសុទ្ធដូចខាងក្រោមៈ 1) ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ (បរិច្ចាគ) - គឺជាការបន្ថែម អ្នកផ្គត់ផ្គង់អេឡិចត្រុងទៅគ្រីស្តាល់ semiconductor ងាយស្រួលបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង និងបង្កើនចំនួនអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃនៅក្នុង semiconductor ។ ទាំងនេះគឺជាអ្នកដឹកនាំ n "- ប្រភេទ ពោលគឺ សារធាតុ semiconductor ដែលមានភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ ដែលឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់គឺអេឡិចត្រុង ហើយបន្ទុកតូចគឺជារន្ធ។ សារធាតុ semiconductor បែបនេះមានចរន្តមិនបរិសុទ្ធអេឡិចត្រូនិច (ឧទាហរណ៍គឺអាសេនិច)។ 2) ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួល (ទទួល) បង្កើត "រន្ធ" យកអេឡិចត្រុងចូលទៅក្នុងខ្លួនគេ។ ទាំងនេះគឺជា "p"-type semiconductors, i.e. semiconductors ជាមួយ impurities impurities ដែលជាកន្លែងផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់ រន្ធនិងជនជាតិភាគតិច - អេឡិចត្រុង។ semiconductor បែបនេះមាន ភាពមិនបរិសុទ្ធនៃរន្ធ (ឧទាហរណ៍គឺ indium) ។ លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី "p- ន"ការផ្លាស់ប្តូរ។ការផ្លាស់ប្តូរ "p-n" (ឬការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុង) - តំបន់ទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors ពីរដែល conductivity ផ្លាស់ប្តូរពីអេឡិចត្រូនិចទៅជារន្ធ (ឬផ្ទុយមកវិញ) ។ អេ វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្កើតតំបន់បែបនេះនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ដោយណែនាំភាពមិនបរិសុទ្ធ។ នៅក្នុងតំបន់ទំនាក់ទំនងនៃ semiconductor ពីរដែលមាន conductivities ផ្សេងគ្នា ការសាយភាយទៅវិញទៅមកនៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធនឹងកើតឡើង ហើយរបាំងរារាំងនឹងបង្កើត។ ស្រទាប់អគ្គិសនី។ វាលអគ្គីសនីនៃស្រទាប់របាំងការពារការផ្លាស់ប្តូរបន្ថែមនៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធឆ្លងកាត់ព្រំដែន។ ស្រទាប់របាំងមានភាពធន់ទ្រាំកើនឡើងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងតំបន់ផ្សេងទៀតនៃ semiconductor ។ អេ វាលអគ្គីសនីខាងក្រៅប៉ះពាល់ដល់ភាពធន់នៃស្រទាប់របាំង។ នៅក្នុងទិសដៅផ្ទាល់ (ការបញ្ជូន) នៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ ចរន្តឆ្លងកាត់ព្រំដែននៃ semiconductors ពីរ។ ដោយសារតែ អេឡិចត្រុង និងរន្ធផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកគ្នាទៅវិញទៅមកទៅចំណុចប្រទាក់ បន្ទាប់មកអេឡិចត្រុង ឆ្លងកាត់ព្រំដែនបំពេញរន្ធ។ កម្រាស់នៃស្រទាប់របាំងនិងភាពធន់របស់វាកំពុងថយចុះជាបន្តបន្ទាប់។

ទំ ជាមួយនឹងការទប់ស្កាត់ (ទិសដៅបញ្ច្រាសនៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ) ចរន្តនឹងមិនឆ្លងកាត់តំបន់ទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors ទាំងពីរទេ។ ដោយសារតែ អេឡិចត្រុងនិងរន្ធផ្លាស់ទីពីព្រំដែនក្នុងទិសដៅផ្ទុយបន្ទាប់មកស្រទាប់រារាំង thickens, ភាពធន់ទ្រាំរបស់វាកើនឡើង។ ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុងមានដំណើរការមួយផ្លូវ។

ឌីយ៉ូត semiconductor- semiconductor ដែលមានប្រសព្វ "rn" មួយ។ទំ
ឌីយ៉ូត semiconductor គឺជាធាតុសំខាន់នៃ AC rectifiers ។
នៅពេលដែលវាលអគ្គីសនីត្រូវបានអនុវត្ត: ក្នុងទិសដៅមួយភាពធន់ទ្រាំនៃ semiconductor គឺខ្ពស់ក្នុងទិសដៅផ្ទុយភាពធន់នឹងទាប។
ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។(ពីពាក្យភាសាអង់គ្លេស ផ្ទេរ - ផ្ទេរ រេស៊ីស្ទ័រ - ធន់ទ្រាំ) សូមពិចារណាអំពីប្រភេទមួយនៃប្រភេទត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលធ្វើពី germanium ឬ silicon ជាមួយនឹងភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ និងអ្នកទទួលដែលបានណែនាំទៅក្នុងពួកគេ។ ការចែកចាយនៃភាពមិនបរិសុទ្ធគឺដូចជាស្រទាប់ semiconductor n-type ស្តើងណាស់ (តាមលំដាប់នៃមីក្រូម៉ែត្រមួយចំនួន) ត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងស្រទាប់ semiconductor ប្រភេទ p ពីរ (សូមមើលរូបភព) ។ ស្រទាប់ស្តើងនេះត្រូវបានគេហៅថា មូលដ្ឋានឬ មូលដ្ឋាន។គ្រីស្តាល់មានពីរ រ-n-junctions, ទិសដៅផ្ទាល់ដែលផ្ទុយគ្នា។ ទិន្នផលបីពីតំបន់ដែលមានប្រភេទផ្សេងគ្នានៃចរន្តអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបញ្ចូលត្រង់ស៊ីស្ទ័រនៅក្នុងសៀគ្វីដែលបង្ហាញក្នុងរូប។ ជាមួយនឹងការរួមបញ្ចូលនេះខាងឆ្វេង រ-n-លោតគឺ ផ្ទាល់និងបំបែកមូលដ្ឋានពីតំបន់ p-type ហៅថា អ្នកបញ្ចេញ។បើគ្មានសិទ្ធិទេ។ រ-n-junction នៅក្នុងសៀគ្វី emitter-base នឹងមានចរន្តអាស្រ័យលើវ៉ុលរបស់ប្រភព (ថ្ម ខ១និងប្រភពតង់ស្យុង AC) និងភាពធន់នៃសៀគ្វី រួមទាំងភាពធន់ទាបនៃប្រសព្វ emitter-base ផ្ទាល់។ ថ្ម ខ២បើកដូច្នេះសិទ្ធិ រ-n-junction នៅក្នុងសៀគ្វី (សូមមើលរូបភព។ ) គឺ បញ្ច្រាស។វាបំបែកមូលដ្ឋានពីតំបន់ p-type ខាងស្តាំហៅថា អ្នកប្រមូល។ប្រសិនបើគ្មានសល់ រ-n-junction ចរន្តនៅក្នុងសៀគ្វីប្រមូលនឹងនៅជិតសូន្យ ចាប់តាំងពីភាពធន់នៃប្រសព្វបញ្ច្រាសគឺខ្ពស់ណាស់។ នៅក្នុងវត្តមាននៃចរន្តនៅខាងឆ្វេង រ-n-junction current ក៏លេចឡើងនៅក្នុងសៀគ្វីប្រមូល ហើយចរន្តនៅក្នុង collector គឺទាបជាងចរន្តនៅក្នុង emitter បន្តិច (ប្រសិនបើវ៉ុលអវិជ្ជមានត្រូវបានអនុវត្តទៅ emitter បន្ទាប់មកខាងឆ្វេង។ រ-n-junction នឹងត្រូវបានបញ្ច្រាស់ ហើយវានឹងមិនមានចរន្តនៅក្នុងសៀគ្វី emitter និងនៅក្នុងសៀគ្វីប្រមូល)។ នៅពេលដែលវ៉ុលមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាង emitter និង base នោះក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនសំខាន់នៃ p-type semiconductor - រន្ធជ្រាបចូលទៅក្នុងមូលដ្ឋានដែលពួកគេគឺជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនតូចតាចរួចទៅហើយ។ ដោយសារកម្រាស់នៃមូលដ្ឋានគឺតូចណាស់ ហើយចំនួនអ្នកដឹកជញ្ជូនភាគច្រើន (អេឡិចត្រុង) នៅក្នុងវាតូច រន្ធដែលបានធ្លាក់ចូលទៅក្នុងវាស្ទើរតែមិនរួមបញ្ចូលគ្នា (កុំផ្សំឡើងវិញ) ជាមួយអេឡិចត្រុងមូលដ្ឋាន ហើយជ្រាបចូលទៅក្នុងឧបករណ៍ប្រមូលដោយសារតែការសាយភាយ។ ត្រូវហើយ។ រ-n-junction ត្រូវបានបិទសម្រាប់ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់នៃមូលដ្ឋាន - អេឡិចត្រុង ប៉ុន្តែមិនមែនសម្រាប់រន្ធទេ។ នៅក្នុងឧបករណ៍ប្រមូលរន្ធត្រូវបានអនុវត្តទៅឆ្ងាយដោយវាលអគ្គីសនីហើយបិទសៀគ្វី។ កម្លាំងនៃចរន្តដែលបំបែកចូលទៅក្នុងសៀគ្វី emitter ពីមូលដ្ឋានគឺតូចណាស់ ដោយហេតុថាផ្ទៃផ្នែកឆ្លងកាត់មូលដ្ឋានក្នុងប្លង់ផ្ដេក (សូមមើលរូបខាងលើ) មានទំហំតូចជាងតំបន់កាត់ផ្នែកក្នុងយន្តហោះបញ្ឈរ។

ចរន្តនៅក្នុងឧបករណ៍ប្រមូលដែលស្ទើរតែស្មើនឹងចរន្តនៅក្នុង emitter ផ្លាស់ប្តូររួមជាមួយនឹងចរន្តនៅក្នុង emitter ។ ធន់ទ្រាំនឹង Resistor R មានឥទ្ធិពលតិចតួចលើចរន្តនៅក្នុងឧបករណ៍ប្រមូល ហើយភាពធន់នេះអាចត្រូវបានគេធ្វើឱ្យធំគ្រប់គ្រាន់។ តាមរយៈការគ្រប់គ្រងចរន្តបញ្ចេញដោយប្រើប្រភពតង់ស្យុង AC រួមបញ្ចូលនៅក្នុងសៀគ្វីរបស់វា យើងទទួលបានការផ្លាស់ប្តូរសមកាលកម្មនៃតង់ស្យុងឆ្លងកាត់ resistor R .

ជាមួយនឹងភាពធន់ធំនៃរេស៊ីស្តង់ ការផ្លាស់ប្តូរតង់ស្យុងនៅទូទាំងវាអាចធំជាងការផ្លាស់ប្តូរតង់ស្យុងសញ្ញានៅក្នុងសៀគ្វី emitter រាប់ម៉ឺនដង។ នេះមានន័យថាការកើនឡើងវ៉ុល។ ដូច្នេះនៅលើបន្ទុក R វាអាចទៅរួចដើម្បីទទួលបានសញ្ញាអគ្គិសនីដែលថាមពលរបស់វាធំជាងថាមពលដែលចូលក្នុងសៀគ្វី emitter ច្រើនដង។

ការអនុវត្តត្រង់ស៊ីស្ទ័រទ្រព្យសម្បត្តិ រ-n-junctions នៅក្នុង semiconductors ត្រូវបានប្រើដើម្បីពង្រីក និងបង្កើតលំយោលអគ្គិសនី។

3

Semiconductors កាន់កាប់ទីតាំងមធ្យមនៅក្នុងចរន្តអគ្គិសនី (ឬភាពធន់) រវាង conductors និង dielectrics ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការបែងចែកសារធាតុទាំងអស់នេះទៅតាមលក្ខណៈនៃចរន្តអគ្គិសនីរបស់ពួកវាគឺមានលក្ខខណ្ឌ ដោយហេតុថានៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃហេតុផលមួយចំនួន (ភាពមិនបរិសុទ្ធ ការ irradiation កំដៅ) ចរន្តអគ្គិសនី និងការទប់ទល់នៃសារធាតុជាច្រើនបានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង ជាពិសេសសម្រាប់ semiconductors ។

ក្នុងន័យនេះ semiconductors ត្រូវបានសម្គាល់ពីលោហៈដោយលក្ខណៈពិសេសមួយចំនួន:

1. Resistance នៃ semiconductors នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាគឺធំជាងលោហៈ។

2. ភាពធន់ទ្រាំជាក់លាក់នៃ semiconductors សុទ្ធមានការថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព (សម្រាប់លោហធាតុវាកើនឡើង);

3. នៅពេលដែល semiconductors ត្រូវបានបំភ្លឺ ភាពធន់របស់វាថយចុះយ៉ាងខ្លាំង (ពន្លឺស្ទើរតែមិនមានឥទ្ធិពលលើភាពធន់នៃលោហៈ):

4. បរិមាណមិនបរិសុទ្ធនៃសារធាតុមិនស្អាតមានឥទ្ធិពលខ្លាំងទៅលើភាពធន់នៃសារធាតុ semiconductors ។

សារធាតុ semiconductors រួមបញ្ចូលធាតុគីមីចំនួន 12 នៅក្នុងផ្នែកកណ្តាលនៃតារាងតាមកាលកំណត់ (រូបភាពទី 1) - B, C, Si, P, S, Ge, As, Se, Sn, Sb, Te, I, សមាសធាតុនៃធាតុនៃក្រុមទីបី ជាមួយនឹងធាតុនៃក្រុមទីប្រាំ អុកស៊ីដ និងស៊ុលហ្វីតជាច្រើននៃលោហធាតុ សមាសធាតុគីមីមួយចំនួនទៀត សារធាតុសរីរាង្គមួយចំនួន។ Germanium Ge និង silicon Si មានកម្មវិធីដ៏អស្ចារ្យបំផុតសម្រាប់វិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យា។

សារធាតុ semiconductors អាចសុទ្ធ ឬសារធាតុ doped ។ ដូច្នោះហើយ ចរន្តខាងក្នុង និងភាពមិនបរិសុទ្ធនៃ semiconductors ត្រូវបានសម្គាល់។ នៅក្នុងវេន ភាពមិនបរិសុទ្ធត្រូវបានបែងចែកទៅជាអ្នកផ្តល់ និងអ្នកទទួល។

ចរន្តអគ្គិសនីដោយខ្លួនឯង។

ដើម្បីយល់ពីយន្តការនៃចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុង semiconductors ចូរយើងពិចារណាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃគ្រីស្តាល់ semiconductor និងធម្មជាតិនៃចំណងដែលផ្ទុកអាតូមគ្រីស្តាល់នៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមក។ គ្រីស្តាល់នៃ germanium និង semiconductors ផ្សេងទៀតមានបន្ទះគ្រីស្តាល់អាតូមិក (រូបភាពទី 2) ។

ដ្យាក្រាមផ្ទះល្វែងនៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ germanium ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3 ។

Germanium គឺជាធាតុ tetravalent ដែលនៅក្នុងសំបកខាងក្រៅនៃអាតូមមានអេឡិចត្រុងចំនួន 4 ដែលភ្ជាប់ទៅស្នូលខ្សោយជាងវត្ថុធាតុដែលនៅសល់។ ចំនួនអ្នកជិតខាងដែលនៅជិតបំផុតនៃអាតូម germanium នីមួយៗគឺ 4. អេឡិចត្រុង valence បួននៃអាតូម germanium នីមួយៗត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយអេឡិចត្រុងដូចគ្នានៃអាតូមជិតខាងដោយអេឡិចត្រុងគីមី ( កូវ៉ាឡេន) ទំនាក់ទំនង។ នៅក្នុងការបង្កើតចំណងនេះ អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់មួយចូលរួមពីអាតូមនីមួយៗ ដែលត្រូវបានបំបែកចេញពីអាតូម (ប្រមូលផ្តុំដោយគ្រីស្តាល់) ហើយក្នុងអំឡុងពេលចលនារបស់ពួកគេ ចំណាយពេលភាគច្រើនរបស់ពួកគេនៅក្នុងចន្លោះរវាងអាតូមជិតខាង។ បន្ទុកអវិជ្ជមានរបស់ពួកគេរក្សាអ៊ីយ៉ុង germanium វិជ្ជមាននៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមក។ ប្រភេទនៃការតភ្ជាប់នេះអាចត្រូវបានបង្ហាញតាមលក្ខខណ្ឌដោយខ្សែពីរដែលភ្ជាប់ស្នូល (សូមមើលរូបភាពទី 3) ។

ប៉ុន្តែ​អេឡិចត្រុង​ដែល​ធ្វើ​ដំណើរ​នោះ​ជា​កម្មសិទ្ធិ​របស់​អាតូម​ជាង​ពីរ។ អាតូមនីមួយៗបង្កើតជាចំណងបួនជាមួយប្រទេសជិតខាងរបស់វា ហើយអេឡិចត្រុងដែលមានវ៉ាឡង់អាចផ្លាស់ទីតាមពួកវា (រូបភាពទី 4)។ ដោយបានទៅដល់អាតូមជិតខាង វាអាចបន្តទៅបន្ទាប់ ហើយបន្ទាប់មកបន្តទៅតាមគ្រីស្តាល់ទាំងមូល។ អេឡិចត្រុង valence ប្រមូលផ្តុំជារបស់គ្រីស្តាល់ទាំងមូល។

ចំណង covalent នៃ germanium គឺខ្លាំងហើយមិនបំបែកនៅសីតុណ្ហភាពទាប។ ដូច្នេះ germanium មិនធ្វើចរន្តអគ្គិសនីនៅសីតុណ្ហភាពទាបទេ។ អេឡិចត្រុង valence ដែលចូលរួមក្នុងការភ្ជាប់អាតូមត្រូវបានភ្ជាប់យ៉ាងរឹងមាំទៅនឹងបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ ហើយវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅមិនមានឥទ្ធិពលគួរឱ្យកត់សម្គាល់លើចលនារបស់ពួកគេទេ។ គ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនមានរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងគ្នា។

ចរន្តអគ្គិសនីនៃសារធាតុ semiconductor សុទ្ធគីមីគឺអាចធ្វើទៅបាននៅពេលដែលចំណង covalent នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ត្រូវបានខូច ហើយអេឡិចត្រុងសេរីលេចឡើង។

ថាមពលបន្ថែមដែលត្រូវតែចំណាយដើម្បីបំបែកចំណង covalent និងធ្វើឱ្យអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃត្រូវបានគេហៅថា ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម.

អេឡិចត្រុងអាចទទួលបានថាមពលនេះដោយកំដៅគ្រីស្តាល់ ដោយការបំភាយវាជាមួយនឹងរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលមានប្រេកង់ខ្ពស់ ។ល។

ដរាបណាអេឡិចត្រុង ទទួលបានថាមពលចាំបាច់ ចាកចេញពីចំណងដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម កន្លែងទំនេរមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើវា។ កន្លែងទំនេរនេះអាចត្រូវបានបំពេញយ៉ាងងាយស្រួលដោយអេឡិចត្រុងពីចំណងជិតខាង ដែលហេតុដូច្នេះហើយ កន្លែងទំនេរក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងផងដែរ។ ដូច្នេះដោយសារចលនានៃចំណងអេឡិចត្រុង កន្លែងទំនេរផ្លាស់ទីពេញគ្រីស្តាល់។ កន្លែងទំនេរនេះមានឥរិយាបទដូចគ្នាទៅនឹងអេឡិចត្រុងសេរីដែរ - វាផ្លាស់ទីដោយសេរីតាមរយៈផ្នែកភាគច្រើននៃ semiconductor ។ លើសពីនេះទៅទៀត ដោយសារថាទាំង semiconductor ទាំងមូល និងអាតូមនីមួយៗរបស់វាមានអព្យាក្រឹតអគ្គិសនីជាមួយនឹងចំណង covalent ដែលមិនអាចបំបែកបាន យើងអាចនិយាយបានថា អេឡិចត្រុងដែលបន្សល់ទុកនូវចំណងមួយ និងការបង្កើតចន្លោះទំនេរគឺពិតជាស្មើនឹងរូបរាងនៃបន្ទុកវិជ្ជមានលើសនៅលើ ចំណងនេះ។ ដូច្នេះ លទ្ធផលទំនេរអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកវិជ្ជមាន ដែលត្រូវបានគេហៅថា រន្ធ(រូបទី 5) ។

ដូច្នេះ ការចាកចេញរបស់អេឡិចត្រុងពីមូលបត្របំណុលដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម បង្កើតក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុកឥតគិតថ្លៃមួយគូ - អេឡិចត្រុង និងរន្ធមួយ។ ការប្រមូលផ្តុំរបស់ពួកគេនៅក្នុង semiconductor សុទ្ធគឺដូចគ្នា។ នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ កំហាប់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនឥតគិតថ្លៃនៅក្នុង semiconductors សុទ្ធគឺទាបប្រហែល 10 9 ÷ 10 10 ដងតិចជាងកំហាប់អាតូម ប៉ុន្តែវាកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័សជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព។

• ប្រៀបធៀបជាមួយលោហធាតុ៖ នៅទីនោះកំហាប់នៃអេឡិចត្រុងសេរីគឺប្រហែលស្មើនឹងកំហាប់អាតូម។

អវត្ដមាននៃវាលអគ្គិសនីខាងក្រៅ អេឡិចត្រុងសេរី និងរន្ធទាំងនេះផ្លាស់ទីដោយចៃដន្យនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ។

នៅក្នុងវាលអគ្គិសនីខាងក្រៅ អេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅផ្ទុយទៅនឹងទិសដៅនៃកម្លាំងវាលអគ្គិសនី។ រន្ធវិជ្ជមានផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅនៃកម្លាំងវាលអគ្គីសនី (រូបភាព 6) ។ ដំណើរការនៃចលនានៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធនៅក្នុងវាលខាងក្រៅកើតឡើងនៅទូទាំងបរិមាណទាំងមូលនៃ semiconductor ។

ចរន្តអគ្គិសនីសរុបនៃ semiconductor គឺជាផលបូកនៃរន្ធ និងចរន្តអេឡិចត្រុង។ ក្នុងករណីនេះនៅក្នុង semiconductors សុទ្ធ ចំនួននៃ conduction electrons តែងតែស្មើនឹងចំនួនរន្ធ។ ដូច្នេះ semiconductors សុទ្ធត្រូវបានគេនិយាយថាមាន ចរន្តអេឡិចត្រុង - រន្ធ, ឬ ចរន្តផ្ទាល់.

ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ចំនួននៃការបំបែកនៅក្នុងចំណង covalent កើនឡើង ហើយចំនួននៃអេឡិចត្រុងសេរី និងរន្ធនៅក្នុងគ្រីស្តាល់នៃ semiconductors សុទ្ធកើនឡើង ហើយជាលទ្ធផល ចរន្តអគ្គិសនីកើនឡើង ហើយភាពធន់នៃ semiconductors សុទ្ធមានការថយចុះ។ ក្រាហ្វនៃការពឹងផ្អែកនៃភាពធន់នៃ semiconductor សុទ្ធនៅលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ៧.

បន្ថែមពីលើការឡើងកំដៅ ការបំបែកចំណង covalent ហើយជាលទ្ធផល រូបរាងនៃចរន្តខាងក្នុងនៃ semiconductors និងការថយចុះនៃភាពធន់អាចបណ្តាលមកពីការបំភ្លឺ (photoconductivity នៃ semiconductor) ក៏ដូចជាដោយសកម្មភាពនៃវាលអគ្គិសនីខ្លាំង។ .

ភាពមិនបរិសុទ្ធនៃចរន្តនៃ semiconductors

ចរន្តនៃសារធាតុ semiconductors កើនឡើងជាមួយនឹងការណែនាំនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ នៅពេលដែលរួមជាមួយនឹងចរន្តខាងក្នុង ភាពមិនបរិសុទ្ធបន្ថែមកើតឡើង។

ភាពមិនបរិសុទ្ធនៃចរន្តសារធាតុ semiconductors ត្រូវបានគេហៅថា conductivity ដោយសារតែវត្តមានរបស់ impurities នៅក្នុង semiconductor ។

មជ្ឈមណ្ឌលមិនបរិសុទ្ធអាចជា៖

1. អាតូមឬអ៊ីយ៉ុងនៃធាតុគីមីដែលបានបង្កប់នៅក្នុងបន្ទះឈើ semiconductor;

2. អាតូមឬអ៊ីយ៉ុងលើសដែលបានបង្កប់នៅក្នុងបន្ទះឈើ interstices;

3. ពិការភាព និងការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយផ្សេងៗនៅក្នុងបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់៖ ថ្នាំងទទេ ស្នាមប្រេះ ការផ្លាស់ប្តូរដែលកើតឡើងអំឡុងពេលខូចទ្រង់ទ្រាយគ្រីស្តាល់។ល។

តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃភាពមិនបរិសុទ្ធ មនុស្សម្នាក់អាចបង្កើនចំនួនអ្នកផ្ទុកបន្ទុកនៃសញ្ញាមួយ ឬសញ្ញាមួយទៀត និងបង្កើតសារធាតុ semiconductors ជាមួយនឹងកំហាប់លើសនៃអ្នកផ្ទុកបន្ទុកអវិជ្ជមាន ឬវិជ្ជមាន។

ភាពមិនបរិសុទ្ធអាចបែងចែកទៅជា ម្ចាស់ជំនួយ (បរិច្ចាគ) និង អ្នកទទួល (អ្នកទទួល)។

ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ

• ពីឡាតាំង "donare" - ដើម្បីផ្តល់ឱ្យ, បរិច្ចាគ។

អនុញ្ញាតឱ្យយើងពិចារណាយន្តការនៃចរន្តអគ្គិសនីនៃ semiconductor ជាមួយនឹងម្ចាស់ជំនួយ pentavalent impurity នៃអាសេនិច As ដែលត្រូវបានណែនាំទៅក្នុងគ្រីស្តាល់ឧទាហរណ៍ស៊ីលីកុន។ អាតូមអាសេនិច pentavalent បរិច្ចាគអេឡិចត្រុង valence បួនដើម្បីបង្កើតចំណង covalent ហើយអេឡិចត្រុងទី 5 មិនត្រូវបានកាន់កាប់នៅក្នុងចំណងទាំងនេះ (រូបភាព 8) ។

ថាមពលផ្ដាច់ (ថាមពលអ៊ីយ៉ូដ) នៃអេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ទីប្រាំនៃអាសេនិចក្នុងស៊ីលីកុនគឺ 0.05 eV = 0.08⋅10 -19 J ដែលតិចជាងថាមពលនៃការផ្ដាច់អេឡិចត្រុងចេញពីអាតូមស៊ីលីកូន 20 ដង។ ដូច្នេះហើយ នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ អាតូមអាសេនិចស្ទើរតែទាំងអស់បាត់បង់អេឡិចត្រុងមួយ ហើយក្លាយជាអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន។ អ៊ីយ៉ុងអាសេនិចវិជ្ជមានមិនអាចចាប់យកអេឡិចត្រុងនៃអាតូមជិតខាងបានទេ ដោយសារចំណងទាំងបួនរបស់ពួកគេត្រូវបានបំពាក់ដោយអេឡិចត្រុងរួចហើយ។ ក្នុងករណីនេះចលនានៃអេឡិចត្រុងទំនេរ - "រន្ធ" មិនកើតឡើងទេហើយចរន្តនៃរន្ធគឺទាបណាស់ i.e. អវត្តមានជាក់ស្តែង។

ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ- ទាំងនេះគឺជាភាពមិនបរិសុទ្ធដែលងាយស្រួលបរិច្ចាគអេឡិចត្រុងហើយជាលទ្ធផលបង្កើនចំនួនអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃ។ នៅក្នុងវត្តមាននៃវាលអគ្គិសនី អេឡិចត្រុងសេរីចូលមកក្នុងចលនាតាមលំដាប់នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ហើយភាពមិនបរិសុទ្ធអេឡិចត្រូនិចកើតឡើងនៅក្នុងវា។ ជាលទ្ធផល យើងទទួលបានសារធាតុ semiconductor ដែលមានចរន្តអគ្គិសនីលើសលុប ហៅថា semiconductor n-type។ (ពីឡាតាំង negativus - អវិជ្ជមាន) ។

ដោយសារចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុង semiconductor ប្រភេទ n គឺធំជាងចំនួនរន្ធ អេឡិចត្រុងគឺជាអ្នកផ្ទុកបន្ទុកភាគច្រើន ហើយរន្ធគឺជាអនីតិជន។

ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួល

• ពីឡាតាំង "អ្នកទទួល" - អ្នកទទួល។

នៅក្នុងករណីនៃភាពមិនបរិសុទ្ធនៃអ្នកទទួល ឧទាហរណ៍ អាតូមមិនបរិសុទ្ធ trivalent indium អាចផ្តល់ឱ្យអេឡិចត្រុងបីរបស់ខ្លួនសម្រាប់ការភ្ជាប់កូវ៉ាលេនជាមួយនឹងអាតូមស៊ីលីកូនបីដែលនៅជិតខាង ហើយអេឡិចត្រុងមួយគឺ "បាត់" (រូបភាព 9) ។ អេឡិចត្រុងមួយនៃអាតូមស៊ីលីកុនដែលនៅជិតគ្នាអាចបំពេញចំណងនេះ បន្ទាប់មកអាតូម In នឹងក្លាយជាអ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមានដែលមិនអាចចល័តបាន ហើយរន្ធមួយនឹងបង្កើតជំនួសអេឡិចត្រុងដែលបន្សល់ទុកអាតូមស៊ីលីកុនមួយ។ ភាពមិនបរិសុទ្ធនៃអ្នកទទួល ការចាប់យកអេឡិចត្រុង និងដោយហេតុនេះ ការបង្កើតរន្ធចល័ត មិនបង្កើនចំនួននៃចរន្តអេឡិចត្រុងទេ។ ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់នៅក្នុង semiconductor ដែលមាន impurity impurity គឺជារន្ធ ហើយអ្នកដឹកជញ្ជូនតូចតាចគឺជាអេឡិចត្រុង។

ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួលគឺជាភាពមិនបរិសុទ្ធដែលផ្តល់នូវចរន្តរន្ធ។

សារធាតុ semiconductors ដែលកំហាប់រន្ធលើសពីកំហាប់នៃអេឡិចត្រុង conduction ត្រូវបានគេហៅថា p-type semiconductors (មកពីឡាតាំង positivus - positive ។ )។

គួរកត់សំគាល់ថា ការដាក់បញ្ចូលសារធាតុមិនបរិសុទ្ធទៅក្នុងសារធាតុ semiconductors ដូចជានៅក្នុងលោហធាតុណាមួយ រំខានដល់រចនាសម្ព័ន្ធនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ និងរារាំងចលនារបស់អេឡិចត្រុង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយភាពធន់មិនកើនឡើងដោយសារតែការពិតដែលថាការបង្កើនកំហាប់នៃអ្នកផ្ទុកបន្ទុកកាត់បន្ថយការតស៊ូយ៉ាងខ្លាំង។ ដូច្នេះការណែនាំនៃភាពមិនបរិសុទ្ធ boron ក្នុងបរិមាណនៃ 1 អាតូមក្នុងមួយរយពាន់អាតូមស៊ីលីកុនកាត់បន្ថយការទប់ទល់អគ្គិសនីរបស់ស៊ីលីកុនប្រហែលមួយពាន់ដងហើយការលាយបញ្ចូលគ្នានៃអាតូមឥណ្ឌាមួយក្នុងមួយអាតូម 10 8 - 10 9 អាតូម germanium កាត់បន្ថយភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនី។ នៃ germanium រាប់លានដង។

ប្រសិនបើភាពមិនបរិសុទ្ធទាំងអ្នកបរិច្ចាគ និងអ្នកទទួលត្រូវបានបញ្ចូលក្នុងពេលដំណាលគ្នាទៅក្នុង semiconductor នោះធម្មជាតិនៃ conductivity semiconductor (n- ឬ p-type) ត្រូវបានកំណត់ដោយភាពមិនបរិសុទ្ធដែលមានកំហាប់ខ្ពស់នៃអ្នកផ្ទុកបន្ទុក។

ការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុង

ការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុង (អក្សរកាត់ p-n-ប្រសព្វ) កើតឡើងនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor ដែលក្នុងពេលដំណាលគ្នាមានតំបន់ដែលមាន n-type (មានផ្ទុកសារធាតុមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ) និង p-type (ជាមួយភាពមិនបរិសុទ្ធអ្នកទទួលយក) នៅឯព្រំដែនរវាងតំបន់ទាំងនេះ។

ឧបមាថាយើងមានគ្រីស្តាល់មួយដែលនៅខាងឆ្វេងមានតំបន់ semiconductor ដែលមានរន្ធ (p-type) និងនៅខាងស្តាំ - ជាមួយអេឡិចត្រូត (n-type) conductivity (រូបភាព 10) ។ ដោយសារចលនាកម្ដៅកំឡុងពេលបង្កើតទំនាក់ទំនង អេឡិចត្រុងពីប្រភេទ semiconductor n នឹងសាយភាយចូលទៅក្នុងតំបន់ p-type ។ ក្នុងករណីនេះ អ៊ីយ៉ុងម្ចាស់ជំនួយវិជ្ជមានដែលមិនផ្តល់សំណងនឹងនៅតែមាននៅក្នុងតំបន់ n-type ។ ដោយបានឆ្លងចូលទៅក្នុងតំបន់ជាមួយនឹងចរន្តប្រហោង អេឡិចត្រុងនឹងបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងរហ័សជាមួយនឹងរន្ធ ហើយអ៊ីយ៉ុងទទួលយកដែលមិនមានសំណងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងតំបន់ p-type ។

ដូចអេឡិចត្រុង រន្ធពីតំបន់ p-type សាយភាយចូលទៅក្នុងតំបន់អេឡិចត្រូនិច ដោយបន្សល់ទុកនូវអ៊ីយ៉ុងទទួលបន្ទុកអវិជ្ជមានដែលមិនផ្តល់សំណងនៅក្នុងតំបន់រន្ធ។ ដោយបានឆ្លងចូលទៅក្នុងតំបន់អេឡិចត្រូនិចរន្ធនឹងផ្សំជាមួយអេឡិចត្រុង។ ជាលទ្ធផលអ៊ីយ៉ុងម្ចាស់ជំនួយវិជ្ជមានដែលមិនផ្តល់សំណងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងតំបន់អេឡិចត្រូនិច។

ជាលទ្ធផលនៃការសាយភាយ ស្រទាប់អេឡិចត្រិចទ្វេនៃអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកផ្ទុយគ្នាត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅព្រំដែនរវាងតំបន់ទាំងនេះ កម្រាស់ លីត្រដែលមិនលើសពីប្រភាគនៃមីក្រូម៉ែត្រ។

វាលអគ្គីសនីកើតឡើងរវាងស្រទាប់អ៊ីយ៉ុងដែលមានកម្លាំង អ៊ី. វាលអគ្គីសនីនៃប្រសព្វរន្ធអេឡិចត្រុង (p-n-junction) ការពារការផ្លាស់ប្តូរបន្ថែមទៀតនៃអេឡិចត្រុងនិងរន្ធតាមរយៈចំណុចប្រទាក់រវាងឧបករណ៍ពាក់កណ្តាលចរន្តពីរ។ ស្រទាប់ទប់ស្កាត់មានភាពធន់ទ្រាំកើនឡើងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងបរិមាណដែលនៅសល់នៃ semiconductors ។

វាលអគ្គីសនីខាងក្រៅដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេ អ៊ីប៉ះពាល់ដល់ភាពធន់នៃវាលអគ្គីសនីដែលរារាំង។ ប្រសិនបើ n-semiconductor ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅប៉ូលអវិជ្ជមាននៃប្រភព ហើយបូកនៃប្រភពត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹង p-semiconductor បន្ទាប់មកនៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គិសនី អេឡិចត្រុងនៅក្នុង n-semiconductor និងរន្ធនៅក្នុង p-semiconductor នឹងផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកគ្នាទៅវិញទៅមកទៅកាន់ចំណុចប្រទាក់ semiconductor (រូបភាព 11) ។ អេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់ព្រំដែន "បំពេញ" រន្ធ។ ជាមួយនឹងទិសដៅផ្ទាល់បែបនេះនៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅកម្រាស់នៃស្រទាប់របាំងនិងភាពធន់របស់វាថយចុះជាបន្តបន្ទាប់។ ក្នុងទិសដៅនេះចរន្តអគ្គិសនីឆ្លងកាត់ប្រសព្វ p-n ។

ទិសដៅដែលបានពិចារណានៃ p-n-junction ត្រូវបានគេហៅថា ផ្ទាល់. ការពឹងផ្អែកនៃចរន្តនៅលើវ៉ុល, i.e. លក្ខណៈនៃវ៉ុលអំពែរការផ្លាស់ប្តូរដោយផ្ទាល់ បង្ហាញក្នុងរូប។ 12 ជាបន្ទាត់រឹង។

ប្រសិនបើ n-semiconductor ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងប៉ូលវិជ្ជមាននៃប្រភព ហើយ p-semiconductor ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅអវិជ្ជមាន នោះអេឡិចត្រុងនៅក្នុង n-semiconductor និងរន្ធនៅក្នុង p-semiconductor នៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គិសនីនឹងផ្លាស់ទី។ ពីចំណុចប្រទាក់ក្នុងទិសដៅផ្ទុយ (រូបភាពទី 13) ។ នេះនាំឱ្យមានការឡើងក្រាស់នៃស្រទាប់របាំងនិងការកើនឡើងនៃភាពធន់របស់វា។ ទិសដៅនៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅដែលពង្រីកស្រទាប់របាំងត្រូវបានគេហៅថា ការចាក់សោ (បញ្ច្រាស) ជាមួយនឹងទិសដៅនៃវាលខាងក្រៅនេះ ចរន្តអគ្គិសនីនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកសំខាន់មិនឆ្លងកាត់ទំនាក់ទំនងនៃ p- និង p-semiconductors ពីរទេ។

ចរន្តតាមរយៈប្រសព្វ p-n ឥឡូវនេះគឺដោយសារតែអេឡិចត្រុងដែលមាននៅក្នុង p-type semiconductor និងរន្ធពី n-type semiconductor ។ ប៉ុន្តែមានក្រុមហ៊ុនផ្ទុកបន្ទុកតូចតាចតិចតួចណាស់ ដូច្នេះចរន្តនៃការផ្លាស់ប្តូរប្រែជាមិនសំខាន់ ហើយភាពធន់របស់វាមានទំហំធំ។ ទិសដៅដែលបានពិចារណានៃ p-n-junction ត្រូវបានគេហៅថា បញ្ច្រាសលក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្នរបស់វាត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ 12 បន្ទាត់ដាច់ ៗ ។

សូមចំណាំថាមាត្រដ្ឋានរង្វាស់បច្ចុប្បន្នសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរទៅមុខនិងបញ្ច្រាសខុសគ្នាមួយពាន់ដង។

ចំណាំថានៅតង់ស្យុងជាក់លាក់មួយដែលបានអនុវត្តក្នុងទិសដៅផ្ទុយមាន បំបែក​បាក់បែក(ឧ. ការបំផ្លិចបំផ្លាញ) នៃប្រសព្វ p-n ។

គ្រឿងអេឡិចត្រូនិក

ឧបករណ៍កម្តៅ

ធន់ទ្រាំនឹងអគ្គិសនីនៃ semiconductors គឺពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើសីតុណ្ហភាព។ ទ្រព្យសម្បត្តិនេះត្រូវបានប្រើដើម្បីវាស់សីតុណ្ហភាពដោយកម្លាំងបច្ចុប្បន្ននៅក្នុងសៀគ្វីដែលមាន semiconductor ។ ឧបករណ៍បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា thermistorឬ thermistor. សារធាតុ semiconductor ត្រូវបានដាក់ក្នុងស្រោមការពារដែកដែលមានអ៊ីសូឡង់នាំមុខសម្រាប់ភ្ជាប់ thermistor ទៅសៀគ្វីអគ្គិសនី។

ការផ្លាស់ប្តូរភាពធន់នៃទែរម៉ូស្ទ័រកំឡុងពេលកំដៅ ឬត្រជាក់ធ្វើឱ្យវាអាចប្រើវានៅក្នុងឧបករណ៍វាស់សីតុណ្ហភាព ដើម្បីរក្សាសីតុណ្ហភាពថេរនៅក្នុងឧបករណ៍ស្វ័យប្រវត្តិ - នៅក្នុងបន្ទប់កម្តៅបិទជិត ផ្តល់ការជូនដំណឹងភ្លើង។ល។ Thermistor មានសម្រាប់វាស់ទាំងពីរខ្ពស់ណាស់ ( ធ≈ 1300 K) និងទាបណាស់ ( ធ≈ 4 - 80 K) សីតុណ្ហភាព។

ការតំណាងតាមគ្រោងការណ៍ (រូបភាព ក) និងរូបថត (រូបភាព ខ) នៃទែរម៉ូទ័រត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 14 ។

អង្ករ។ ដប់បួន

Photoresistors

ចរន្តអគ្គិសនីនៃ semiconductors កើនឡើងមិនត្រឹមតែនៅពេលដែលកំដៅប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែក៏នៅពេលដែលបំភ្លឺផងដែរ។ ចរន្តអគ្គិសនីកើនឡើងដោយសារតែការបំបែកចំណង និងការបង្កើតអេឡិចត្រុងសេរី និងរន្ធដោយសារថាមពលនៃឧបទ្ទវហេតុពន្លឺនៅលើ semiconductor ។

ឧបករណ៍ដែលគិតគូរពីភាពអាស្រ័យនៃចរន្តអគ្គិសនីនៃ semiconductors លើការបំភ្លឺត្រូវបានគេហៅថា photoresistors.

សម្ភារៈសម្រាប់ការផលិត photoresistors គឺជាសមាសធាតុដូចជា CdS, CdSe, PbS និងមួយចំនួនផ្សេងទៀត។

ទំហំតូច និងភាពប្រែប្រួលខ្ពស់នៃ photoresistors ធ្វើឱ្យវាអាចប្រើពួកវាសម្រាប់ការថត និងវាស់លំហូរពន្លឺខ្សោយ។ ដោយមានជំនួយពី photoresistors គុណភាពនៃផ្ទៃត្រូវបានកំណត់វិមាត្រនៃផលិតផលត្រូវបានគ្រប់គ្រង។ល។

ការតំណាងតាមគ្រោងការណ៍ (រូបភាព ក) និងរូបថត (រូបភាព ខ) នៃ photoresistor ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 15 ។

អង្ករ។ ដប់ប្រាំ

ឌីយ៉ូត semiconductor

សមត្ថភាពនៃប្រសព្វ p-n ដើម្បីឆ្លងកាត់ចរន្តក្នុងទិសដៅមួយ ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍ semiconductor ដែលហៅថា diodes.

ឌីយ៉ូត semiconductor ត្រូវបានផលិតចេញពី germanium, silicon, selenium និងសារធាតុផ្សេងៗទៀត។

ដើម្បីទប់ស្កាត់ផលប៉ះពាល់ដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់នៃខ្យល់ និងពន្លឺ គ្រីស្តាល់ germanium ត្រូវបានដាក់ក្នុងស្រោមដែក hermetic ។ ឌីយ៉ូត semiconductor គឺជាធាតុសំខាន់នៃ AC rectifiers (ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត ពួកវាត្រូវបានប្រើដើម្បីបំប្លែងចរន្តឆ្លាស់ទៅជាចរន្តដោយផ្ទាល់។ )

ការតំណាងតាមគ្រោងការណ៍ (រូបភាព ក) និងរូបថត (រូបភាព ខ) នៃឌីអេមឌិកទ័រ ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 16 ។

អង្ករ។ ១៦

អំពូល LED

ឌីយ៉ូតបញ្ចេញពន្លឺឬ diode បញ្ចេញពន្លឺ- ឧបករណ៍ semiconductor ដែលមានប្រសព្វ p-n ដែលបង្កើតវិទ្យុសកម្មអុបទិកនៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីឆ្លងកាត់វា។

ពន្លឺដែលបញ្ចេញគឺស្ថិតនៅក្នុងជួរតូចចង្អៀតនៃវិសាលគម លក្ខណៈវិសាលគមរបស់វាអាស្រ័យទៅលើសមាសធាតុគីមីនៃ semiconductors ដែលប្រើនៅក្នុងវា។

អក្សរសិល្ប៍

1. Aksenovich L.A. រូបវិទ្យានៅវិទ្យាល័យ៖ ទ្រឹស្តី។ ភារកិច្ច។ ការធ្វើតេស្ត: Proc ។ ប្រាក់ឧបត្ថម្ភសម្រាប់ស្ថាប័នផ្តល់សេវាទូទៅ។ បរិស្ថាន ការអប់រំ / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; អេដ។ K.S. Farino ។ - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 300-308 ។
2. Burov L.I., Strelchenya V.M. រូបវិទ្យាពី A ដល់ Z៖ សម្រាប់សិស្ស បេក្ខជន គ្រូ។ - Minsk: Paradox, 2000. - S. 219-228 ។
3. Myakishev G. Ya. រូបវិទ្យា៖ អេឡិចត្រូឌីណាមិក។ 10 - 11 កោសិកា: សៀវភៅសិក្សាសម្រាប់ការសិក្សាស៊ីជម្រៅនៃរូបវិទ្យា / G.Ya. Myakishev, A.Z. Sinyakov, B.A. Slobodskov ។ - M. : Bustard, 2005. - S. 309-320 ។
4. Yavorsky BM, Seleznev Yu. A. មគ្គុទ្ទេសក៍យោងចំពោះរូបវិទ្យាសម្រាប់អ្នកដែលចូលសាកលវិទ្យាល័យនិងការអប់រំខ្លួនឯង។ - M. : Nauka, 1984. - S. 165-169 ។

>> រូបវិទ្យា៖ ចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុង semiconductors

តើអ្វីជាភាពខុសគ្នាសំខាន់រវាង semiconductors និង conductors? តើលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធអ្វីខ្លះរបស់ semiconductors ដែលបានផ្តល់ឱ្យពួកគេនូវរាល់ឧបករណ៍វិទ្យុ ទូរទស្សន៍ និងកុំព្យូទ័រ?
ភាពខុសគ្នារវាង conductors និង semiconductors គឺជាភស្តុតាងជាពិសេសនៅពេលវិភាគការពឹងផ្អែកនៃចរន្តអគ្គិសនីរបស់ពួកគេលើសីតុណ្ហភាព។ ការសិក្សាបង្ហាញថាសម្រាប់ធាតុមួយចំនួន (ស៊ីលីកុន ហ្គឺម៉ាញ៉ូម សេលេញ៉ូម។ រូប ១៦.៣) ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញ ថយចុះយ៉ាងខ្លាំង ( រូប ១៦.៤) សារធាតុបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក.

ពីក្រាហ្វដែលបង្ហាញក្នុងរូប វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថានៅសីតុណ្ហភាពជិតដល់សូន្យដាច់ខាត ភាពធន់នៃសារធាតុ semiconductors គឺខ្ពស់ណាស់។ នេះមានន័យថានៅសីតុណ្ហភាពទាប សារធាតុ semiconductor មានឥរិយាបទដូចជាអ៊ីសូឡង់។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ភាពធន់របស់វាថយចុះយ៉ាងឆាប់រហ័ស។
រចនាសម្ព័ន្ធនៃ semiconductors. ដើម្បីបើកឧបករណ៍ទទួលត្រង់ស៊ីស្ទ័រ អ្នកមិនចាំបាច់ដឹងអ្វីនោះទេ។ ប៉ុន្តែដើម្បីបង្កើតវា មនុស្សម្នាក់ត្រូវតែដឹងច្រើន និងមានទេពកោសល្យមិនធម្មតា។ ដើម្បីយល់ជាទូទៅពីរបៀបដែល transistor ដំណើរការគឺមិនពិបាកទេ។ ដំបូងអ្នកត្រូវស្គាល់យន្តការនៃចរន្តនៅក្នុង semiconductors ។ ហើយសម្រាប់រឿងនេះអ្នកត្រូវស្វែងយល់ ធម្មជាតិនៃទំនាក់ទំនងកាន់អាតូមនៃគ្រីស្តាល់ semiconductor នៅជាប់គ្នា។
ជាឧទាហរណ៍ សូមពិចារណាគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុន។
ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុ tetravalent ។ នេះមានន័យថាមានអេឡិចត្រុងចំនួនបួននៅក្នុងសំបកខាងក្រៅនៃអាតូមរបស់វា ដែលមានទំនាក់ទំនងខ្សោយទៅនឹងស្នូល។ ចំនួនអ្នកជិតខាងដែលនៅជិតបំផុតនៃអាតូមស៊ីលីកុននីមួយៗក៏មានចំនួនបួនផងដែរ។ ដ្យាក្រាមនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 16.5 ។

អន្តរកម្មនៃអាតូមជិតខាងមួយគូត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើចំណងគូអេឡិចត្រុងដែលហៅថា សម្ព័ន្ធ​កូវ៉ាឡង់. នៅក្នុងការបង្កើតចំណងនេះ អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់មួយចូលរួមពីអាតូមនីមួយៗ ដែលត្រូវបានបំបែកចេញពីអាតូមដែលពួកគេជាកម្មសិទ្ធិ (ប្រមូលដោយគ្រីស្តាល់) ហើយក្នុងអំឡុងពេលចលនារបស់ពួកគេ ចំណាយពេលភាគច្រើនរបស់ពួកគេនៅក្នុងចន្លោះរវាងអាតូមជិតខាង។ បន្ទុកអវិជ្ជមានរបស់ពួកគេរក្សាអ៊ីយ៉ុងស៊ីលីកុនវិជ្ជមាននៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមក។
គេមិនគួរគិតថា អេឡិចត្រុងដែលប្រមូលបានជារបស់អាតូមតែពីរទេ។ អាតូមនីមួយៗបង្កើតជាចំណងបួនជាមួយប្រទេសជិតខាងរបស់វា ហើយអេឡិចត្រុងណាមួយអាចផ្លាស់ទីតាមមួយក្នុងចំណោមពួកវា។ ដោយបានទៅដល់អាតូមជិតខាង វាអាចបន្តទៅបន្ទាប់ ហើយបន្ទាប់មកបន្តទៅតាមគ្រីស្តាល់ទាំងមូល។ អេឡិចត្រុង Valence ជាកម្មសិទ្ធិរបស់គ្រីស្តាល់ទាំងមូល។
ចំណងគូអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនមានភាពរឹងមាំគ្រប់គ្រាន់ហើយមិនបំបែកនៅសីតុណ្ហភាពទាប។ ដូច្នេះស៊ីលីកុនមិនធ្វើចរន្តអគ្គិសនីនៅសីតុណ្ហភាពទាបទេ។ អេឡិចត្រុង valence ដែលចូលរួមក្នុងការផ្សារភ្ជាប់អាតូមគឺដូចដែលវាគឺជា "ដំណោះស្រាយស៊ីម៉ង់ត៍" ដែលផ្ទុកបន្ទះគ្រីស្តាល់ហើយវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅមិនមានឥទ្ធិពលគួរឱ្យកត់សម្គាល់លើចលនារបស់ពួកគេទេ។ គ្រីស្តាល់ germanium មានរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងគ្នា។
ចរន្តអេឡិចត្រូនិច។នៅពេលដែលស៊ីលីកុនត្រូវបានកំដៅ ថាមពល kinetic នៃភាគល្អិតនឹងកើនឡើង ហើយចំណងនីមួយៗនឹងបំបែក។ អេឡិចត្រុងខ្លះចាកចេញពី "ផ្លូវដែលគេវាយដំ" ហើយក្លាយជាសេរី ដូចជាអេឡិចត្រុងនៅក្នុងលោហៈ។ នៅក្នុងវាលអគ្គិសនី ពួកវាផ្លាស់ទីរវាងបន្ទះឈើ បង្កើតចរន្តអគ្គិសនី ( រូប ១៦.៦).

ចរន្តនៃសារធាតុ semiconductors ដោយសារតែវត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងសេរីនៅក្នុងពួកវាត្រូវបានគេហៅថា ចរន្តអេឡិចត្រូនិច. នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ចំនួននៃចំណងដែលខូច ហើយហេតុដូច្នេះហើយ ចំនួនអេឡិចត្រុងសេរីកើនឡើង។ នៅពេលដែលកំដៅពី 300 ទៅ 700 K ចំនួននៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនឥតគិតថ្លៃកើនឡើងពី 10 17 ទៅ 10 24 1/m 3 ។ នេះនាំឱ្យមានការថយចុះនៃភាពធន់។
ដំណើរការរន្ធ។នៅពេលដែលចំណងមួយត្រូវបានបំបែករវាងអាតូម semiconductor ចន្លោះទំនេរមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងដែលបាត់។ គាត់ត្រូវបានគេហៅថា រន្ធ. រន្ធមានបន្ទុកវិជ្ជមានលើសបើប្រៀបធៀបទៅនឹងចំណងដែលនៅសល់ដែលមិនទាន់ខូច (សូមមើលរូប 16.6)។
ទីតាំងនៃរន្ធនៅក្នុងគ្រីស្តាល់មិនត្រូវបានជួសជុលទេ។ ដំណើរការខាងក្រោមកំពុងបន្ត។ អេឡិចត្រុងមួយក្នុងចំណោមអេឡិចត្រុងដែលផ្តល់ការតភ្ជាប់រវាងអាតូមលោតទៅកន្លែងនៃរន្ធដែលបានបង្កើតឡើង និងស្ដារចំណងអេឡិចត្រុងគូនៅទីនេះ ហើយកន្លែងដែលអេឡិចត្រុងលោតចេញពីរន្ធថ្មីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ដូច្នេះរន្ធអាចផ្លាស់ទីពេញគ្រីស្តាល់។
ប្រសិនបើកម្លាំងវាលអគ្គិសនីនៅក្នុងគំរូគឺសូន្យ នោះចលនានៃរន្ធដែលស្មើនឹងចលនានៃបន្ទុកវិជ្ជមានកើតឡើងដោយចៃដន្យ ហើយដូច្នេះវាមិនបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីទេ។ នៅក្នុងវត្តមាននៃវាលអគ្គិសនីមួយ ចលនាតាមលំដាប់នៃរន្ធកើតឡើង ហើយដូច្នេះចរន្តអគ្គិសនីដែលទាក់ទងនឹងចលនានៃរន្ធត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងចរន្តអគ្គីសនីនៃអេឡិចត្រុងសេរី។ ទិសដៅនៃចលនារបស់រន្ធគឺផ្ទុយទៅនឹងទិសដៅនៃចលនារបស់អេឡិចត្រុង ( រូប ១៦.៧).

អវត្ដមាននៃវាលខាងក្រៅ មានរន្ធមួយ (+) សម្រាប់អេឡិចត្រុងសេរីមួយ (-) ។ នៅពេលដែលវាលត្រូវបានអនុវត្ត អេឡិចត្រុងសេរីត្រូវបានផ្លាស់ទីលំនៅប្រឆាំងនឹងកម្លាំងវាល។ អេឡិចត្រុងមួយក្នុងចំនោមអេឡិចត្រុងដែលបានចងក៏ផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅនេះដែរ។ វាហាក់ដូចជារន្ធកំពុងផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅនៃវាល។
ដូច្នេះនៅក្នុង semiconductors មានឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកពីរប្រភេទគឺ អេឡិចត្រុង និងរន្ធ។ ដូច្នេះ semiconductors មិនត្រឹមតែមានអេឡិចត្រូនិកប៉ុណ្ណោះទេ ចរន្តនៃរន្ធ.
យើងបានពិចារណាពីយន្តការនៃដំណើរការនៅក្នុង semiconductors សុទ្ធ។ ចរន្តអគ្គិសនីនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថា ចរន្តផ្ទាល់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក។
ចរន្តនៃសារធាតុ semiconductors សុទ្ធ (ចរន្តខាងក្នុង) ត្រូវបានអនុវត្តដោយចលនានៃអេឡិចត្រុងសេរី (ចរន្តអេឡិចត្រុង) និងចលនានៃអេឡិចត្រុងដែលចងភ្ជាប់ទៅកន្លែងទំនេរនៃចំណងគូអេឡិចត្រុង (ដំណើរការរន្ធ)។

???
1. អ្វីទៅដែលហៅថាចំណង?
2. តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាងការពឹងផ្អែកនៃធន់ទ្រាំនៃ semiconductors និងលោហៈនៅលើសីតុណ្ហភាព?
3. តើ​ក្រុមហ៊ុន​បញ្ជូន​បន្ទុក​ចល័ត​អ្វី​ខ្លះ​ដែល​មាន​នៅ​ក្នុង​ឧបករណ៍​អេឡិចត្រូនិក​សុទ្ធ?
4. តើមានអ្វីកើតឡើងនៅពេលដែលអេឡិចត្រុងជួបរន្ធមួយ?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, រូបវិទ្យាថ្នាក់ទី១០

ខ្លឹមសារមេរៀន សង្ខេបមេរៀនគាំទ្រការបង្ហាញមេរៀនស៊ុម វិធីសាស្រ្តបង្កើនល្បឿន បច្ចេកវិទ្យាអន្តរកម្ម អនុវត្ត កិច្ចការ និងលំហាត់សិក្ខាសាលា វគ្គបណ្តុះបណ្តាល សំណុំរឿង សំណួរ ពិភាក្សាកិច្ចការផ្ទះ សំណួរ វោហាសាស្ត្រ ពីសិស្ស រូបភាព អូឌីយ៉ូ ឈុតវីដេអូ និងពហុព័ត៌មានរូបថត ក្រាហ្វិករូបភាព តារាង គ្រោងការលេងសើច រឿងខ្លីៗ រឿងកំប្លែង រឿងប្រស្នា ការនិយាយ ល្បែងផ្គុំពាក្យឆ្លង សម្រង់ កម្មវិធីបន្ថែម អរូបីបន្ទះសៀគ្វីអត្ថបទសម្រាប់សន្លឹកបន្លំដែលចង់ដឹងចង់ឃើញ សៀវភៅសិក្សាមូលដ្ឋាន និងសទ្ទានុក្រមបន្ថែមនៃពាក្យផ្សេងទៀត។ ការកែលម្អសៀវភៅសិក្សា និងមេរៀនកែកំហុសក្នុងសៀវភៅសិក្សាការធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពបំណែកនៅក្នុងសៀវភៅសិក្សា ធាតុនៃការបង្កើតថ្មីនៅក្នុងមេរៀន ជំនួសចំណេះដឹងដែលលែងប្រើជាមួយរបស់ថ្មី សម្រាប់តែគ្រូបង្រៀនប៉ុណ្ណោះ។ មេរៀនល្អឥតខ្ចោះផែនការប្រតិទិនសម្រាប់ឆ្នាំ អនុសាសន៍វិធីសាស្រ្តនៃកម្មវិធីពិភាក្សា មេរៀនរួមបញ្ចូលគ្នា

ប្រសិនបើអ្នកមានការកែតម្រូវ ឬសំណូមពរសម្រាប់មេរៀននេះ