TO ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក សមា្ភារៈរួមមាន conductivity ដែលធំជាង dielectrics តិចជាង conductors ។ សារធាតុ semiconductors រួមមាន ស៊ីលីកុន (Si), ផូស្វ័រ (P), germanium (Ge), indium (In), អាសេនិច (As) ។

Semiconductors មានមុខងារមួយចំនួន៖

ចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុង semiconductors គឺដោយសារតែទាំងចលនានៃអេឡិចត្រុងសេរី និងចលនានៃអេឡិចត្រុងដែលចងភ្ជាប់ ដែលគេហៅថារន្ធ។ ដូច្នេះ ភាពខុសគ្នាមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងចរន្តអេឡិចត្រុង និងរន្ធ។ កន្លែងដែលនៅសល់ដោយអេឡិចត្រុងត្រូវបានគិតជាវិជ្ជមានតាមលក្ខខណ្ឌ - រន្ធមួយ។ សារធាតុ semiconductors ដែល​មាន​ចរន្ត​អេឡិចត្រូនិក​លើស​លុប​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា (-)n-type semiconductors។ សារធាតុ semiconductors ដែលមានចរន្តរន្ធភាគច្រើនត្រូវបានគេហៅថា (+) p-type semiconductors ។

ចរន្តនៃសារធាតុ semiconductors គឺពឹងផ្អែកខ្លាំងលើសីតុណ្ហភាព ការពឹងផ្អែកនេះគឺធំជាងលោហៈរាប់សិបដង។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព ចរន្តនៃ semiconductors កើនឡើង ហើយភាពធន់ទ្រាំនឹងថយចុះ ដោយសារតែ។ ចំនួនគូនៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុក ē និងរន្ធកើនឡើង។

ចរន្តនៃ semiconductors គឺពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើភាពមិនបរិសុទ្ធ ហើយត្រូវបានគេហៅថា impurity conductivity ។ ចរន្តនៃសារធាតុ semiconductor សុទ្ធគឺទាបណាស់ ដើម្បីបង្កើនចរន្ត ភាពមិនបរិសុទ្ធត្រូវបានបន្ថែមទៅ semiconductor សុទ្ធ។

ភាពមិនបរិសុទ្ធអាចបង្កើនចំនួនអេឡិចត្រុងសេរី ឬរន្ធជាច្រើនដង។ ក្នុងករណីទី 1 (Fig.44(a)) ភាពមិនបរិសុទ្ធដើរតួជាអ្នកផ្តល់ជំនួយ (បរិច្ចាគអេឡិចត្រុង) - ប្រភេទ n- conductivity និងនៅក្នុងទីពីរ (Fig.44(b)) - តួនាទីរបស់អ្នកទទួល (យក អេឡិចត្រុងឆ្ងាយ) - ចរន្តប្រភេទ p ។

ប្រសព្វ diode p-n semiconductor ។

ឧបករណ៍ Semiconductor មានចរន្តអគ្គិសនីម្ខាង ដោយផ្អែកលើប្រតិបត្តិការនៃប្រសព្វ p-n ។ ចរន្តអាចហូរតាម diode ក្នុងទិសដៅតែមួយប៉ុណ្ណោះ។

នៅចំនុចប្រទាក់រវាង semiconductors ពីរដែលមាន conductivity ផ្សេងគ្នា ដោយសារតែការប្រមូលផ្តុំអេឡិចត្រុង និងរន្ធផ្សេងគ្នា ការសាយភាយកើតឡើងជាលទ្ធផលដែលភាពខុសគ្នាសក្តានុពលត្រូវបានបង្កើតឡើង (នៅក្នុងតំបន់ n-type បន្ទុក (+) កើតឡើង ហើយនៅក្នុង តំបន់ p-type (-) បន្ទុក) ។ មានកម្លាំងវាល E ext

ប្រសិនបើវាលខាងក្រៅ E 0 ត្រូវបានអនុវត្តទៅប្រសព្វ p - n - បន្ទាប់មកអាស្រ័យលើទិសដៅរបស់វានឹងមានដូចខាងក្រោម:

1. E 0 ស្របគ្នាក្នុងទិសដៅជាមួយ E vn; E \u003d E 0 + E ext វិមាត្រ ℓ នឹងកើនឡើង ហើយនឹងមិនមានចរន្តទេ

2. ប្រសិនបើ E 0 ទល់មុខ E int នោះ E \u003d E int - E 0; អ៊ី vn \u003d អ៊ី 0; E = 0 ចរន្តអគ្គិសនីនឹងហូរកាត់ប្រសព្វ។

លក្ខណៈ Volt-ampere នៃ diode semiconductor ។

ត្រីវិស័យ semiconductor

semiconductor triode មានសារធាតុ semiconductor ពីរប្រភេទនៃ conductivity មួយប្រភេទដែលបំបែកដោយស្រទាប់ស្តើងនៃ semiconductor នៃ conductivity ប្រភេទផ្សេងទៀត (p-n-p) ឬ (n-p-n) ។

ចរន្តនៅក្នុងប្រព័ន្ធនេះត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយវ៉ុលរវាងមូលដ្ឋាននិង emitter ការផ្លាស់ប្តូរចរន្តនៅក្នុងសៀគ្វី emitter នឹងបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរចរន្តនៅក្នុងសៀគ្វីប្រមូល ហើយការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលនឹងមានសារៈសំខាន់ (ការពង្រីកវ៉ុល) . P/n triodes (ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ) ក៏ដូចជាបំពង់ខ្វះចន្លោះ - triodes ត្រូវបានប្រើដើម្បីពង្រីក និងបង្កើតលំយោលអគ្គិសនី។ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រមានគុណសម្បត្តិមួយចំនួនលើចង្កៀងអេឡិចត្រូនិច - ពួកគេមិនទាមទារថាមពលដើម្បីកំដៅ cathode ទេ ធន់នឹងរំញ័រ ទំហំតូច ជាដើម ប៉ុន្តែលក្ខណៈរបស់វាអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព។

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) អេឡិចត្រូនិ ទំ"-type) នៅសីតុណ្ហភាពទាបនៅក្នុង semiconductors អេឡិចត្រុងទាំងអស់ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងស្នូលហើយភាពធន់ទ្រាំមានទំហំធំ; នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើងថាមពល kinetic នៃភាគល្អិតកើនឡើង ចំណងបំបែក ហើយអេឡិចត្រុងសេរីលេចឡើង - ភាពធន់ទ្រាំនឹងថយចុះ។

អេឡិចត្រុងសេរីផ្លាស់ទីទល់មុខនឹងវ៉ិចទ័រវាលអគ្គិសនី។ ចរន្តអេឡិចត្រូនិចនៃ semiconductors គឺដោយសារតែវត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងសេរី។

2) រន្ធ (p-type conductivity) ។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ចំណង covalent រវាងអាតូមត្រូវបានបំផ្លាញ អនុវត្តដោយ valence electrons ហើយកន្លែងដែលមានអេឡិចត្រុងបាត់មួយត្រូវបានបង្កើតឡើង - "រន្ធ" ។ វាអាចផ្លាស់ទីទូទាំងគ្រីស្តាល់, ដោយសារតែ។ កន្លែងរបស់វាអាចត្រូវបានជំនួសដោយ valence electrons ។ ការផ្លាស់ទី "រន្ធ" គឺស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរបន្ទុកវិជ្ជមាន។ រន្ធផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅនៃវ៉ិចទ័រកម្លាំងវាលអគ្គិសនី។

ការដាច់នៃចំណង covalent និងការលេចឡើងនៃចរន្តខាងក្នុងនៃ semiconductors អាចបណ្តាលមកពីកំដៅ ពន្លឺ (photoconductivity) និងសកម្មភាពនៃវាលអគ្គិសនីខ្លាំង។

អាស្រ័យ R (t) : thermistor

- ការវាស់វែងពីចម្ងាយ t;

- សំឡេងរោទិ៍ភ្លើង

ចរន្តសរុបនៃ semiconductor សុទ្ធគឺជាផលបូកនៃ conductivities "p" និង "n" -type ហើយត្រូវបានគេហៅថា electron-hole conductivity ។

Semiconductors នៅក្នុងវត្តមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធ

ពួកគេមានចរន្តផ្ទាល់ខ្លួននិងមិនបរិសុទ្ធ។ វត្តមាន​នៃ​ភាព​មិន​បរិសុទ្ធ​ជួយ​បង្កើន​ចរន្ត​អគ្គិសនី​យ៉ាង​ខ្លាំង។ នៅពេលដែលកំហាប់មិនបរិសុទ្ធបានផ្លាស់ប្តូរ ចំនួននៃចរន្តអគ្គិសនី - អេឡិចត្រុង និងរន្ធ - ផ្លាស់ប្តូរ។ សមត្ថភាពក្នុងការគ្រប់គ្រងចរន្តក្រោមការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៃ semiconductors ។ មានសារធាតុមិនបរិសុទ្ធដូចខាងក្រោមៈ

1) ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ (បរិច្ចាគ) - គឺជាការបន្ថែម

អ្នកផ្គត់ផ្គង់អេឡិចត្រុងទៅគ្រីស្តាល់ semiconductor ងាយស្រួលបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង និងបង្កើនចំនួនអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃនៅក្នុង semiconductor ។ ទាំងនេះគឺជា conductors "n" - ប្រភេទ, i.e. semiconductors ដែលមានសារធាតុមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ ដែលឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់គឺអេឡិចត្រុង ហើយភាគតិចគឺជារន្ធ។ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកបែបនេះមានចរន្តមិនបរិសុទ្ធអេឡិចត្រូនិច (ឧទាហរណ៍គឺអាសេនិច) ។

2) ភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួល (ទទួល) បង្កើត "រន្ធ" យកអេឡិចត្រុងចូលទៅក្នុងខ្លួនគេ។ ទាំងនេះគឺជា semiconductors "p" - type, i.e. semiconductors ជាមួយ impurities impurities ដែលជាកន្លែងផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់

រន្ធ និងអេឡិចត្រុងភាគតិច។ semiconductor បែបនេះមាន

ភាពមិនបរិសុទ្ធនៃរន្ធ (ឧទាហរណ៍គឺ indium) ។

លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី "p-ន » ដំណើរផ្លាស់ប្តូរ។

ការផ្លាស់ប្តូរ "pn" (ឬការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុង) - តំបន់ទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors ពីរដែល conductivity ផ្លាស់ប្តូរពីអេឡិចត្រូនិចទៅរន្ធ (ឬផ្ទុយមកវិញ) ។

នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor តំបន់បែបនេះអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការណែនាំភាពមិនបរិសុទ្ធ។ នៅក្នុងតំបន់ទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors ពីរដែលមាន conductivities ផ្សេងគ្នា ការសាយភាយទៅវិញទៅមកនៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធនឹងកើតឡើង ហើយរបាំងរារាំងនឹងបង្កើត។

ស្រទាប់អគ្គិសនី។ វាលអគ្គីសនីនៃស្រទាប់របាំងការពារ

ការផ្លាស់ប្តូរបន្ថែមទៀតនៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធតាមរយៈព្រំដែន។ ស្រទាប់របាំងមានភាពធន់ទ្រាំកើនឡើងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងតំបន់ផ្សេងទៀតនៃ semiconductor ។

វាលអគ្គីសនីខាងក្រៅប៉ះពាល់ដល់ភាពធន់នៃស្រទាប់របាំង។ នៅក្នុងទិសដៅផ្ទាល់ (ការបញ្ជូន) នៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ ចរន្តឆ្លងកាត់ព្រំដែននៃ semiconductors ពីរ។ ដោយសារតែ អេឡិចត្រុង និងរន្ធផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកគ្នាទៅវិញទៅមកទៅចំណុចប្រទាក់ បន្ទាប់មកអេឡិចត្រុង

ឆ្លងកាត់ព្រំដែនបំពេញរន្ធ។ កម្រាស់នៃស្រទាប់របាំងនិងភាពធន់របស់វាកំពុងថយចុះជាបន្តបន្ទាប់។

ជាមួយនឹងការទប់ស្កាត់ (ទិសដៅបញ្ច្រាសនៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ) ចរន្តនឹងមិនឆ្លងកាត់តំបន់ទំនាក់ទំនងនៃ semiconductors ទាំងពីរទេ។ ដោយសារតែ អេឡិចត្រុងនិងរន្ធផ្លាស់ទីពីព្រំដែនក្នុងទិសដៅផ្ទុយបន្ទាប់មកស្រទាប់រារាំង

thickens, ភាពធន់ទ្រាំរបស់វាកើនឡើង។

ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូររន្ធអេឡិចត្រុងមានចរន្តម្ខាង។

ឌីយ៉ូត semiconductor- semiconductor ដែលមានប្រសព្វ "rn" មួយ។

ឌីយ៉ូត semiconductor គឺជាធាតុសំខាន់នៃ AC rectifiers ។

នៅពេលដែលវាលអគ្គីសនីត្រូវបានអនុវត្ត: ក្នុងទិសដៅមួយភាពធន់ទ្រាំនៃ semiconductor គឺខ្ពស់ក្នុងទិសដៅផ្ទុយភាពធន់នឹងទាប។

ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។(ពីពាក្យភាសាអង់គ្លេសផ្ទេរ - ផ្ទេរ, រេស៊ីស្តង់ - ធន់ទ្រាំ)

ពិចារណាអំពីប្រភេទមួយនៃប្រភេទ germanium ឬ silicon transistors ជាមួយនឹងភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ និងអ្នកទទួលដែលបានណែនាំទៅក្នុងពួកគេ។ ការចែកចាយនៃភាពមិនបរិសុទ្ធគឺដូចជាស្រទាប់ semiconductor n-type ស្តើងណាស់ (តាមលំដាប់នៃមីក្រូម៉ែត្រជាច្រើន) ត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងស្រទាប់ semiconductor ប្រភេទ p ពីរ (សូមមើលរូបភព) ។

ស្រទាប់ស្តើងនេះត្រូវបានគេហៅថា មូលដ្ឋានឬ មូលដ្ឋាន។គ្រីស្តាល់មានពីរ រ-n -transitions ទិសដៅផ្ទាល់ដែលផ្ទុយគ្នា។ ទិន្នផលបីពីតំបន់ដែលមានប្រភេទផ្សេងគ្នានៃចរន្តអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបញ្ចូលត្រង់ស៊ីស្ទ័រនៅក្នុងសៀគ្វីដែលបង្ហាញក្នុងរូប។ ជាមួយនឹងការរួមបញ្ចូលនេះខាងឆ្វេង រ-n -លោតគឺ ផ្ទាល់និងបំបែកមូលដ្ឋានពីតំបន់ p-type ដែលហៅថា អ្នកបញ្ចេញ។បើគ្មានសិទ្ធិទេ។ រ-n -transition នៅក្នុង emitter - base circuit នឹងមានចរន្តអាស្រ័យលើវ៉ុលរបស់ប្រភព (ថ្ម ខ១និងប្រភពតង់ស្យុង AC) និងភាពធន់នៃសៀគ្វី រួមទាំងភាពធន់ទាបនៃប្រសព្វ emitter-base ផ្ទាល់។

ថ្ម ខ២បើកដូច្នេះសិទ្ធិ រ-n -transition នៅក្នុងសៀគ្វី (សូមមើលរូបភព) គឺ បញ្ច្រាស។វាបំបែកមូលដ្ឋានពីតំបន់ p-type ខាងស្តាំហៅថា អ្នកប្រមូល។ប្រសិនបើគ្មានសល់ទេ។ រ-n -junction, ចរន្តនៅក្នុងសៀគ្វីប្រមូលនឹងនៅជិតសូន្យចាប់តាំងពី

ភាពធន់នឹងការបញ្ច្រាសគឺខ្ពស់ណាស់។ នៅក្នុងវត្តមាននៃចរន្តនៅខាងឆ្វេង រ-n -junction current ក៏លេចឡើងនៅក្នុងសៀគ្វីប្រមូល ហើយចរន្តនៅក្នុង collector គឺតិចជាងចរន្តនៅក្នុង emitter បន្តិច (ប្រសិនបើវ៉ុលអវិជ្ជមានត្រូវបានអនុវត្តទៅ emitter បន្ទាប់មកខាងឆ្វេង រ-n -transition នឹងត្រូវបានបញ្ច្រាស់ ហើយចរន្តនៅក្នុងសៀគ្វី emitter និងនៅក្នុងសៀគ្វីប្រមូលនឹងអវត្តមានជាក់ស្តែង)។ នៅពេលដែលវ៉ុលមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាង emitter និង base នោះក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនសំខាន់នៃ p-type semiconductor - រន្ធជ្រាបចូលទៅក្នុងមូលដ្ឋានដែលពួកគេគឺជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនតូចតាចរួចទៅហើយ។ ដោយសារកម្រាស់នៃមូលដ្ឋានគឺតូចណាស់ ហើយចំនួនអ្នកដឹកជញ្ជូនភាគច្រើន (អេឡិចត្រុង) នៅក្នុងវាតូច រន្ធដែលបានធ្លាក់ចូលទៅក្នុងវាស្ទើរតែមិនរួមបញ្ចូលគ្នា (កុំផ្សំឡើងវិញ) ជាមួយអេឡិចត្រុងមូលដ្ឋាន ហើយជ្រាបចូលទៅក្នុងឧបករណ៍ប្រមូលដោយសារតែការសាយភាយ។ ត្រូវហើយ។ រ-n -transition ត្រូវបានបិទសម្រាប់ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកសំខាន់នៃមូលដ្ឋាន - អេឡិចត្រុង ប៉ុន្តែមិនមែនសម្រាប់រន្ធទេ។ នៅក្នុងឧបករណ៍ប្រមូលរន្ធត្រូវបានអនុវត្តទៅឆ្ងាយដោយវាលអគ្គីសនីហើយបិទសៀគ្វី។ កម្លាំងនៃចរន្តសាខាចូលទៅក្នុងសៀគ្វី emitter ពីមូលដ្ឋានគឺតូចណាស់, ចាប់តាំងពីតំបន់ផ្នែកឆ្លងកាត់នៃមូលដ្ឋាននៅក្នុងផ្ដេក (សូមមើលរូបភព។ ខាងលើ) យន្តហោះគឺតូចជាងច្រើនផ្នែកឆ្លងកាត់នៅក្នុង យន្តហោះបញ្ឈរ។

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

ជាមួយនឹងភាពធន់ធំនៃរេស៊ីស្តង់ ការផ្លាស់ប្តូរតង់ស្យុងនៅទូទាំងវាអាចមានរាប់ពាន់ដងច្រើនជាងការផ្លាស់ប្តូរតង់ស្យុងសញ្ញានៅក្នុងសៀគ្វី emitter ។ នេះមានន័យថាការកើនឡើងវ៉ុល។ ដូច្នេះនៅលើបន្ទុក R វាអាចទៅរួចដើម្បីទទួលបានសញ្ញាអគ្គិសនីដែលថាមពលរបស់វាធំជាងថាមពលដែលចូលក្នុងសៀគ្វី emitter ច្រើនដង។

ការអនុវត្តត្រង់ស៊ីស្ទ័រទ្រព្យសម្បត្តិ រ-n-junctions នៅក្នុង semiconductors ត្រូវបានប្រើដើម្បីពង្រីក និងបង្កើតលំយោលអគ្គិសនី។

នៅក្នុង semiconductors នេះគឺជាចលនាដឹកនាំនៃរន្ធ និងអេឡិចត្រុង ដែលត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយវាលអគ្គិសនី។

ជាលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍វាត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុង semiconductors មិនត្រូវបានអមដោយការផ្ទេរសារធាតុទេ - ពួកគេមិនឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរគីមីណាមួយឡើយ។ ដូច្នេះអេឡិចត្រុងអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបច្ចុប្បន្ននៅក្នុង semiconductors ។

សមត្ថភាពនៃសម្ភារៈដើម្បីបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងវាអាចត្រូវបានកំណត់។ យោងតាមសូចនាករនេះ conductors កាន់កាប់ទីតាំងមធ្យមរវាង conductors និង dielectrics ។ Semiconductors គឺជាប្រភេទផ្សេងៗនៃសារធាតុរ៉ែ លោហធាតុមួយចំនួន លោហៈស៊ុលហ្វីត។ល។ ចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុង semiconductors កើតឡើងដោយសារតែការប្រមូលផ្តុំនៃអេឡិចត្រុងសេរី ដែលអាចផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅមួយនៅក្នុងសារធាតុមួយ។ ការប្រៀបធៀបលោហធាតុនិង conductors វាអាចត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាមានភាពខុសគ្នារវាងឥទ្ធិពលសីតុណ្ហភាពលើចរន្តរបស់វា។ ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពនាំឱ្យមានការថយចុះនៅក្នុង semiconductors សន្ទស្សន៍ conductivity កើនឡើង។ ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពនៅក្នុង semiconductor កើនឡើង នោះចលនានៃអេឡិចត្រុងសេរីនឹងកាន់តែមានភាពវឹកវរ។ នេះគឺដោយសារតែការកើនឡើងនៃចំនួននៃការប៉ះទង្គិច។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុង semiconductors ក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយលោហធាតុការប្រមូលផ្តុំនៃអេឡិចត្រុងសេរីកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ កត្តាទាំងនេះមានឥទ្ធិពលផ្ទុយទៅលើចរន្ត៖ ការប៉ះទង្គិចកាន់តែច្រើន ភាពស៊ីសង្វាក់ទាប ការប្រមូលផ្តុំកាន់តែច្រើន វាកាន់តែខ្ពស់។ នៅក្នុងលោហធាតុ មិនមានទំនាក់ទំនងរវាងសីតុណ្ហភាព និងកំហាប់នៃអេឡិចត្រុងសេរីទេ ដូច្នេះជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៃចរន្តជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព មានតែលទ្ធភាពនៃចលនាតាមលំដាប់នៃអេឡិចត្រុងសេរីមានការថយចុះ។ ទាក់ទងទៅនឹង semiconductors ឥទ្ធិពលនៃការបង្កើនកំហាប់គឺខ្ពស់ជាង។ ដូច្នេះ សីតុណ្ហភាពកើនឡើងកាន់តែច្រើន ចរន្តអគ្គិសនីនឹងកាន់តែធំ។

មានទំនាក់ទំនងរវាងចលនានៃអ្នកផ្ទុកបន្ទុក និងគំនិតដូចជាចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុង semiconductors ។ នៅក្នុង semiconductors រូបរាងនៃឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយកត្តាផ្សេងៗដែលក្នុងនោះសីតុណ្ហភាពនិងភាពបរិសុទ្ធនៃសម្ភារៈមានសារៈសំខាន់ជាពិសេស។ ដោយភាពបរិសុទ្ធ សារធាតុ semiconductors ត្រូវបានបែងចែកទៅជាមិនបរិសុទ្ធ និងខាងក្នុង។

ចំពោះចំហាយខាងក្នុង ឥទ្ធិពលនៃភាពមិនបរិសុទ្ធនៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយមិនអាចចាត់ទុកថាសំខាន់សម្រាប់ពួកវាបានទេ។ ដោយសារគម្លាតនៃក្រុមនៅក្នុង semiconductor មានតិចតួច ដូច្នេះនៅក្នុង semiconductor ខាងក្នុង នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពឡើងដល់ valence band ត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុង។ ប៉ុន្តែក្រុម conduction គឺឥតគិតថ្លៃទាំងស្រុង: មិនមានចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងវាទេហើយវាមានមុខងារជា dielectric ដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។ នៅសីតុណ្ហភាពផ្សេងទៀត មានលទ្ធភាពដែលថា កំឡុងពេលមានការប្រែប្រួលកម្ដៅ អេឡិចត្រុងមួយចំនួនអាចយកឈ្នះឧបសគ្គដ៏មានសក្តានុពល និងរកឃើញខ្លួនពួកគេនៅក្នុងក្រុម conduction ។

ឥទ្ធិពលថមសុន

គោលការណ៍នៃឥទ្ធិពល thermoelectric Thomson: នៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានឆ្លងកាត់នៅក្នុង semiconductors តាមបណ្តោយដែលមានជម្រាលសីតុណ្ហភាព បន្ថែមពីលើកំដៅ Joule បរិមាណកំដៅបន្ថែមនឹងត្រូវបានបញ្ចេញ ឬស្រូបចូលក្នុងពួកវា អាស្រ័យលើទិសដៅដែលចរន្តនឹងហូរ។ .

កំដៅឯកសណ្ឋានមិនគ្រប់គ្រាន់នៃគំរូដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធដូចគ្នាប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វា ជាលទ្ធផលដែលសារធាតុនេះក្លាយជា inhomogeneous ។ ដូច្នេះ បាតុភូត Thomson គឺជាបាតុភូត Pelte ជាក់លាក់។ ភាពខុសគ្នាតែមួយគត់គឺថាវាមិនមែនជាសមាសធាតុគីមីនៃសំណាកដែលខុសគ្នានោះទេ ប៉ុន្តែភាពប្លែកនៃសីតុណ្ហភាពបណ្តាលឱ្យមានភាពមិនដូចគ្នានេះ។

ការដឹកជញ្ជូនក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៅក្នុង semiconductors

សេចក្តីផ្តើម

ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបច្ចុប្បន្ននៅក្នុង semiconductors គឺជាអេឡិចត្រុង និងរន្ធ។ ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបច្ចុប្បន្នផ្លាស់ទីក្នុងវាលតាមកាលកំណត់នៃអាតូមគ្រីស្តាល់ ដូចជាប្រសិនបើវាជាភាគល្អិតទំនេរ។ ឥទ្ធិពលនៃសក្ដានុពលតាមកាលកំណត់ប៉ះពាល់តែម៉ាស់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនប៉ុណ្ណោះ។ នោះគឺនៅក្រោមសកម្មភាពនៃសក្ដានុពលតាមកាលកំណត់ ម៉ាស់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនផ្លាស់ប្តូរ។ ក្នុងន័យនេះ រូបវិទ្យានៃរដ្ឋរឹង ណែនាំពីគោលគំនិតនៃម៉ាស់ដ៏មានប្រសិទ្ធភាពនៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធមួយ។ ថាមពលជាមធ្យមនៃចលនាកម្ដៅនៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធគឺស្មើនឹង kT/2 សម្រាប់កម្រិតនៃសេរីភាពនីមួយៗ។ ល្បឿនកំដៅនៃអេឡិចត្រុង និងរន្ធនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់គឺប្រហែល 10 7 cm/s ។

ប្រសិនបើវាលអគ្គិសនីត្រូវបានអនុវត្តទៅ semiconductor នោះវាលនេះនឹងបណ្តាលឱ្យរសាត់នៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបច្ចុប្បន្ន។ ក្នុងករណីនេះ ល្បឿននៃក្រុមហ៊ុនអាកាសចរណ៍ដំបូងនឹងកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើង ឈានដល់តម្លៃមធ្យមនៃល្បឿន ហើយបន្ទាប់មកឈប់ផ្លាស់ប្តូរ ដោយសារក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយ។ ការខ្ចាត់ខ្ចាយគឺបណ្តាលមកពីពិការភាព ភាពមិនបរិសុទ្ធ និងការបំភាយ ឬការស្រូបយកសារធាតុ phonons ។ មូលហេតុចម្បងនៃការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនគឺការចោទប្រកាន់ពីភាពមិនបរិសុទ្ធ និងការរំញ័រកម្ដៅនៃអាតូមបន្ទះឈើ (ការស្រូបយក/ការបំភាយសារធាតុហ្វូណុន)។ អន្តរកម្មជាមួយពួកគេនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងល្បឿននៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននិងទិសដៅនៃចលនារបស់ពួកគេ។ ការផ្លាស់ប្តូរទិសដៅនៃល្បឿននៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនគឺចៃដន្យ។ យន្តការបន្ថែមសម្រាប់ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបច្ចុប្បន្នគឺការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៅលើផ្ទៃនៃសារធាតុ semiconductor ។

នៅក្នុងវត្តមាននៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ លក្ខណៈចៃដន្យនៃចលនានៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៅក្នុង semiconductor ត្រូវបានដាក់ជំនួសដោយចលនាដឹកនាំនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលនៅក្នុងចន្លោះពេលរវាងការប៉ះទង្គិចគ្នា។ ហើយទោះបីជាការពិតដែលថាល្បឿននៃចលនាចៃដន្យនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនអាចមានច្រើនដងច្រើនជាងល្បឿននៃចលនាដែលដឹកនាំរបស់អ្នកដឹកជញ្ជូននៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គីសនីក៏ដោយ សមាសធាតុចៃដន្យនៃចលនារបស់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនអាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់ ចាប់តាំងពីជាមួយនឹងចលនាចៃដន្យ។ លំហូរនៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនលទ្ធផលគឺសូន្យ។ ការបង្កើនល្បឿននៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនក្រោមសកម្មភាពនៃវាលខាងក្រៅគោរពតាមច្បាប់នៃថាមវន្តរបស់ញូតុន។ ការខ្ចាត់ខ្ចាយនាំទៅរកការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងក្នុងទិសដៅនៃចលនា និងទំហំនៃល្បឿន ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពីការខ្ចាត់ខ្ចាយ ចលនាបង្កើនល្បឿននៃភាគល្អិតនៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលបន្ត។

ឥទ្ធិពលសុទ្ធនៃការប៉ះទង្គិចគឺថា ភាគល្អិតមិនបង្កើនល្បឿនទេ ប៉ុន្តែភាគល្អិតយ៉ាងលឿនឈានដល់ល្បឿនថេរនៃចលនា។ នេះគឺស្មើនឹងការណែនាំសមាសភាគបន្ថយល្បឿនទៅក្នុងសមីការនៃចលនានៃភាគល្អិតដែលកំណត់ដោយពេលវេលាថេរ។ t. ក្នុងអំឡុងពេលនេះ ភាគល្អិតបាត់បង់សន្ទុះ mvកំណត់ដោយល្បឿនមធ្យម v. សម្រាប់ភាគល្អិតដែលមានការបង្កើនល្បឿនថេររវាងការប៉ះទង្គិចគ្នា ពេលនេះថេរស្មើនឹងពេលវេលារវាងការប៉ះទង្គិចគ្នាពីរ។ ចូរយើងពិចារណាលម្អិតបន្ថែមទៀតអំពីយន្តការនៃការដឹកជញ្ជូនក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបច្ចុប្បន្ននៅក្នុង semiconductors ។

រសាត់នា​ពេល​បច្ចុប្បន្ន(Drift Current)

ចលនារសាត់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៅក្នុង semiconductor ក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គីសនីអាចត្រូវបានបង្ហាញដោយរូបភាព XXX ។ វាលប្រាប់អ្នកដឹកជញ្ជូនអំពីល្បឿន v.

រូបភព. ចលនានៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាល .

ប្រសិនបើយើងសន្មត់ថាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនទាំងអស់នៅក្នុង semiconductor ផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនដូចគ្នា។ vបន្ទាប់មកចរន្តអាចត្រូវបានបញ្ជាក់ជាសមាមាត្រនៃបន្ទុកសរុបដែលបានផ្ទេររវាងអេឡិចត្រូតទៅពេលវេលា t rបញ្ជូនបន្ទុកនេះពីអេឡិចត្រូតមួយទៅអេឡិចត្រូតមួយទៀត ឬ៖

កន្លែងណា អិល – ចម្ងាយរវាងអេឡិចត្រូត។

ដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នអាចត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការប្រមូលផ្តុំនៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបច្ចុប្បន្ន ននៅក្នុង semiconductor:

កន្លែងណា ក គឺជាតំបន់កាត់នៃ semiconductor ។

ភាពចល័ត

ធម្មជាតិនៃចលនានៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនចរន្តនៅក្នុង semiconductor ក្នុងអវត្ដមាននៃវាល និងនៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គិសនីខាងក្រៅត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព XXX ។ ដូចដែលបានកត់សម្គាល់រួចមកហើយ ល្បឿនកំដៅនៃអេឡិចត្រុងគឺស្ថិតនៅលើលំដាប់ 10 7 cm/s ហើយវាខ្ពស់ជាងល្បឿនរសាត់នៃអេឡិចត្រុង។

រូបភព. ធម្មជាតិចៃដន្យនៃចលនានៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបច្ចុប្បន្ននៅក្នុង semiconductor ក្នុងអវត្តមាន និងវត្តមាននៃវាលខាងក្រៅ។

ពិចារណាពីចលនានៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៅក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គិសនី។ យោងតាមច្បាប់របស់ញូតុន៖

ដែលកម្លាំងរួមបញ្ចូលសមាសធាតុពីរ - កម្លាំងអេឡិចត្រូស្តាត និងដកកម្លាំងដែលបណ្តាលឱ្យបាត់បង់សន្ទុះកំឡុងពេលបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ បែងចែកដោយពេលវេលារវាងការប៉ះទង្គិចគ្នា៖

ដោយស្មើកន្សោមទាំងនេះ និងការប្រើប្រាស់កន្សោមសម្រាប់ល្បឿនមធ្យម យើងទទួលបាន៖

ចូរយើងពិចារណាតែករណីស្ថានីប៉ុណ្ណោះ នៅពេលដែលភាគល្អិតបានបង្កើនល្បឿនរួចហើយ និងឈានដល់ល្បឿនថេរជាមធ្យមរបស់វា។ នៅក្នុងការប៉ាន់ស្មាននេះ ល្បឿនគឺសមាមាត្រទៅនឹងកម្លាំងវាលអគ្គិសនី។ មេគុណនៃសមាមាត្ររវាងតម្លៃចុងក្រោយត្រូវបានកំណត់ថាជាការចល័ត:

ភាពចល័តគឺសមាមាត្រច្រាសទៅនឹងម៉ាស់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន និងសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងផ្លូវទំនេរមធ្យម។

ដង់ស៊ីតេចរន្តរសាត់អាចត្រូវបានសរសេរជាមុខងារនៃការចល័ត៖

ដូចដែលបានកត់សម្គាល់រួចមកហើយនៅក្នុង semiconductors ម៉ាស់នៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនគឺមិនស្មើនឹងម៉ាស់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងកន្លែងទំនេរ។ មហើយរូបមន្តសម្រាប់ការចល័តគួរតែប្រើម៉ាសដែលមានប្រសិទ្ធភាព ម * :

ការសាយភាយនៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបច្ចុប្បន្ននៅក្នុង semiconductors ។

ការសាយភាយចរន្ត

ប្រសិនបើមិនមានវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅនៅក្នុង semiconductor ទេនោះមានចលនាចៃដន្យនៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបច្ចុប្បន្ន - អេឡិចត្រុងនិងរន្ធនៅក្រោមសកម្មភាពនៃថាមពលកម្ដៅ។ ចលនាចៃដន្យនេះមិននាំទៅរកចលនាទិសដៅនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន និងការបង្កើតចរន្តទេ។ ជានិច្ចកាលជំនួសឱ្យក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនដែលបានចាកចេញពីកន្លែងណាមួយ ម្នាក់ទៀតនឹងមកជំនួសគាត់។ ដូច្នេះដង់ស៊ីតេក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនឯកសណ្ឋានត្រូវបានរក្សានៅទូទាំងបរិមាណនៃ semiconductor ។

ប៉ុន្តែស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរប្រសិនបើអ្នកដឹកជញ្ជូនត្រូវបានចែកចាយមិនស្មើគ្នាលើបរិមាណពោលគឺឧ។ មានជម្រាលផ្តោតអារម្មណ៍។ ក្នុងករណីនេះ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃជម្រាលនៃការផ្តោតអារម្មណ៍ ចលនាដឹកនាំនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនកើតឡើង - ការសាយភាយចេញពីតំបន់ដែលកំហាប់ខ្ពស់ទៅតំបន់ដែលមានកំហាប់ទាប។ ចលនាទិសដៅនៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនបន្ទុកក្រោមសកម្មភាពនៃការសាយភាយបង្កើតចរន្តសាយភាយ។ ចូរយើងពិចារណាអំពីឥទ្ធិពលនេះឱ្យកាន់តែលម្អិត។

យើងទទួលបានទំនាក់ទំនងសម្រាប់ចរន្តសាយភាយ។ យើងនឹងបន្តពីការពិតដែលថាចលនាទិសដៅនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនក្រោមសកម្មភាពនៃជម្រាលនៃការប្រមូលផ្តុំកើតឡើងជាលទ្ធផលនៃចលនាកម្ដៅ (នៅសីតុណ្ហភាព
យោងតាមលោក Kelvin សម្រាប់កម្រិតនីមួយៗនៃសេរីភាពនៃភាគល្អិតមានថាមពល
), i.e. ការសាយភាយគឺអវត្តមាននៅសីតុណ្ហភាពសូន្យ (ការសាយភាយរបស់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនក៏អាចធ្វើទៅបាននៅ 0K) ។

ទោះបីជាការពិតដែលថាធម្មជាតិចៃដន្យនៃចលនានៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនក្រោមឥទិ្ធពលនៃកំដៅតម្រូវឱ្យមានវិធីសាស្រ្តស្ថិតិការចេញនៃរូបមន្តសម្រាប់ចរន្តសាយភាយនឹងផ្អែកលើការប្រើប្រាស់តម្លៃមធ្យមដែលបង្ហាញពីលក្ខណៈនៃដំណើរការ។ លទ្ធផលគឺដូចគ្នា។

ចូរយើងណែនាំតម្លៃមធ្យម - ល្បឿនកំដៅមធ្យម v ទីពេលវេលាមធ្យមរវាងការប៉ះទង្គិចគ្នា  និងផ្លូវទំនេរមធ្យម លីត្រ. ល្បឿនកំដៅជាមធ្យមអាចត្រូវបានដឹកនាំទាំងក្នុងទិសដៅវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន។ បរិមាណទាំងនេះត្រូវបានទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកដោយទំនាក់ទំនង

ពិចារណាស្ថានភាពជាមួយនឹងការចែកចាយអេឡិចត្រុងដែលមិនស្មើគ្នា ន(x) (សូមមើលរូបភាព XXX) ។

រូប។ ១ ទម្រង់ដង់ស៊ីតេក្រុមហ៊ុនបញ្ជូន ប្រើដើម្បីទាញយកកន្សោមសាយភាយបច្ចុប្បន្ន

ពិចារណាលំហូរនៃអេឡិចត្រុងតាមរយៈយន្តហោះដែលមានកូអរដោណេ x = 0. ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនមកដល់យន្តហោះនេះ ពីផ្នែកខាងឆ្វេងនៃកូអរដោណេ x = - លីត្រ, និងទៅខាងស្តាំពីផ្នែកម្ខាងនៃកូអរដោណេ x = លីត្រ. លំហូរនៃអេឡិចត្រុងពីឆ្វេងទៅស្តាំគឺ

ដែលមេគុណ½មានន័យថាពាក់កណ្តាលនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងយន្តហោះជាមួយកូអរដោណេ x = - លីត្រផ្លាស់ទីទៅខាងឆ្វេង ហើយពាក់កណ្តាលទៀតផ្លាស់ទីទៅខាងស្តាំ។ ដូចគ្នានេះដែរលំហូរនៃអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់ x = 0 មកពីខាងស្ដាំ x = + លីត្រនឹងស្មើនឹង៖

លំហូរសរុបនៃអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់យន្តហោះ x = 0 ពីឆ្វេងទៅស្តាំនឹងមានៈ

ដោយសន្មតថាផ្លូវទំនេរមធ្យមនៃអេឡិចត្រុងគឺតូចល្មម យើងអាចសរសេរភាពខុសគ្នានៃការប្រមូលផ្តុំអេឡិចត្រុងទៅខាងស្តាំ និងខាងឆ្វេងនៃកូអរដោណេ។ x = 0 តាមរយៈសមាមាត្រនៃភាពខុសគ្នានៃការផ្តោតអារម្មណ៍ទៅនឹងចម្ងាយរវាងយន្តហោះ, i.e. តាមរយៈដេរីវេ៖

ដង់ស៊ីតេចរន្តអេឡិចត្រុងនឹងស្មើនឹង៖

ជាធម្មតា ផលិតផលនៃល្បឿនកម្ដៅ និងផ្លូវទំនេរមធ្យមត្រូវបានជំនួសដោយកត្តាតែមួយ ហៅថាមេគុណនៃការសាយភាយអេឡិចត្រុង។ ឃ ន .

ទំនាក់ទំនងស្រដៀងគ្នានេះក៏អាចត្រូវបានសរសេរសម្រាប់ចរន្តសាយភាយរន្ធ៖

វាគួរតែត្រូវបានចងចាំតែថាការចោទប្រកាន់នៃរន្ធគឺវិជ្ជមាន។

មានទំនាក់ទំនងរវាងមេគុណនៃការសាយភាយ និងការចល័ត។ ទោះបីជានៅក្រឡេកមើលដំបូង វាអាចហាក់ដូចជាមេគុណទាំងនេះមិនគួរទាក់ទងគ្នាក៏ដោយ ចាប់តាំងពីការសាយភាយនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនគឺដោយសារតែចលនាកម្ដៅ ហើយការរសាត់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនគឺដោយសារតែវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់មួយ ពេលវេលារវាងការប៉ះទង្គិចគ្នា មិនគួរអាស្រ័យលើមូលហេតុដែលបណ្តាលឱ្យក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនផ្លាស់ទីនោះទេ។

យើងប្រើនិយមន័យនៃល្បឿនកម្ដៅជា

និងការសន្និដ្ឋាននៃទែរម៉ូឌីណាមិចដែលសម្រាប់កម្រិតនៃសេរីភាពនៃចលនាអេឡិចត្រុងនីមួយៗមានថាមពលកម្ដៅ kT/2 ស្មើនឹង kinetic៖

ពីទំនាក់ទំនងទាំងនេះ មនុស្សម្នាក់អាចទទួលបានផលិតផលនៃល្បឿនកម្ដៅ និងផ្លូវទំនេរមធ្យម ដែលបង្ហាញក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការចល័តក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន៖

ប៉ុន្តែយើងបានកំណត់រួចជាស្រេចនូវផលិតផលនៃល្បឿនកម្ដៅ និងផ្លូវទំនេរមធ្យមជាមេគុណនៃការសាយភាយ។ បន្ទាប់មកទំនាក់ទំនងចុងក្រោយសម្រាប់អេឡិចត្រុង និងរន្ធអាចត្រូវបានសរសេរក្នុងទម្រង់ខាងក្រោម៖

ទំនាក់ទំនងទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថាទំនាក់ទំនង Einstein ។

ចរន្តសរុប

ចរន្តសរុបតាមរយៈ semiconductor គឺជាផលបូកនៃចរន្តរសាត់ និងចរន្តសាយភាយ។ ចំពោះដង់ស៊ីតេចរន្តអេឡិចត្រុង យើងអាចសរសេរបាន៖

និងដូចគ្នាសម្រាប់រន្ធ៖

ដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នសរុបតាមរយៈ semiconductor គឺស្មើនឹងផលបូកនៃចរន្តអេឡិចត្រុង និងរន្ធ៖

ចរន្តសរុបតាមរយៈ semiconductor គឺស្មើនឹងផលិតផលនៃដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្ន និងផ្ទៃនៃ semiconductor៖

ចរន្តក៏អាចត្រូវបានសរសេរក្នុងទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ

លក្ខខណ្ឌលំនឹងសម្រាប់សារធាតុ semiconductor doped inhomogeneously

(ស្ថានភាពគ្មានចរន្តតាមរយៈ semiconductor)

នៅក្នុងមេរៀននេះ យើងនឹងពិចារណាឧបករណ៍ផ្ទុកបែបនេះសម្រាប់ការឆ្លងកាត់ចរន្តអគ្គិសនីជា semiconductors ។ យើងនឹងពិចារណាលើគោលការណ៍នៃចរន្តអគ្គិសនី ការពឹងផ្អែកនៃចរន្តអគ្គិសនីនេះលើសីតុណ្ហភាព និងវត្តមាននៃភាពមិនបរិសុទ្ធ សូមពិចារណាអំពីគំនិតដូចជា p-n junction និងឧបករណ៍ semiconductor មូលដ្ឋាន។

ប្រសិនបើអ្នកធ្វើការភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ នោះវាលខាងក្រៅនឹងបន្សាបការចាក់សោរ ហើយចរន្តនឹងត្រូវបានធ្វើឡើងដោយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកសំខាន់ (រូបភាពទី 9)។

អង្ករ។ 9. ប្រសព្វ p-n ជាមួយនឹងការតភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ ()

ក្នុងករណីនេះចរន្តនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនជនជាតិភាគតិចគឺមានការធ្វេសប្រហែសវាមិនមានការអនុវត្តជាក់ស្តែងទេ។ ដូច្នេះ ប្រសព្វ p-n ផ្តល់នូវចរន្តអគ្គិសនីមួយផ្លូវ។

អង្ករ។ 10. រចនាសម្ព័ន្ធអាតូមនៃស៊ីលីកុនជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព

ដំណើរការនៃ semiconductors គឺ electron-hole ហើយ conduction បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា intrinsic conduction ។ ហើយមិនដូចលោហធាតុ conductive នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើងចំនួននៃការគិតថ្លៃឥតគិតថ្លៃគ្រាន់តែកើនឡើង (ក្នុងករណីដំបូងវាមិនផ្លាស់ប្តូរទេ) ដូច្នេះចរន្តនៃ semiconductors កើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពហើយភាពធន់ទ្រាំនឹងថយចុះ (រូបភាព 10) ។

បញ្ហាសំខាន់មួយក្នុងការសិក្សាអំពីសារធាតុ semiconductors គឺវត្តមានរបស់ impurities នៅក្នុងពួកគេ។ ហើយនៅក្នុងករណីនៃវត្តមានរបស់ impurities មួយគួរតែនិយាយអំពី impurity conductivity ។

គ្រឿងអេឡិចត្រូនិក

ទំហំតូច និងគុណភាពខ្ពស់នៃសញ្ញាបញ្ជូនបានធ្វើឱ្យឧបករណ៍ semiconductor ជារឿងធម្មតានៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាអេឡិចត្រូនិកទំនើប។ សមាសភាពនៃឧបករណ៍បែបនេះអាចរួមបញ្ចូលមិនត្រឹមតែស៊ីលីកុនដែលបានរៀបរាប់ខាងលើជាមួយនឹងភាពមិនបរិសុទ្ធប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងឧទាហរណ៍ germanium ផងដែរ។

ឧបករណ៍មួយក្នុងចំណោមឧបករណ៍ទាំងនេះគឺ diode - ឧបករណ៍ដែលមានសមត្ថភាពឆ្លងកាត់ចរន្តក្នុងទិសដៅមួយនិងការពារការឆ្លងកាត់របស់វានៅក្នុងផ្សេងទៀត។ វាត្រូវបានទទួលដោយការផ្សាំប្រភេទ semiconductor មួយផ្សេងទៀតចូលទៅក្នុងគ្រីស្តាល់ semiconductor p- ឬ n-type (រូបភាព 11)។

អង្ករ។ 11. ការកំណត់ឌីអេដនៅលើដ្យាក្រាមនិងដ្យាក្រាមនៃឧបករណ៍របស់វារៀងៗខ្លួន

ឧបករណ៍មួយផ្សេងទៀតដែលឥឡូវនេះមានប្រសព្វ p-n ពីរត្រូវបានគេហៅថាត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។ វាបម្រើមិនត្រឹមតែដើម្បីជ្រើសរើសទិសដៅនៃលំហូរបច្ចុប្បន្នប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងដើម្បីបម្លែងវា (រូបភាព 12) ។

អង្ករ។ 12. គ្រោងការណ៍នៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រនិងការកំណត់របស់វានៅលើសៀគ្វីអគ្គិសនីរៀងគ្នា ()

វាគួរតែត្រូវបានគេកត់សម្គាល់ថា microcircuits ទំនើបប្រើបន្សំជាច្រើននៃ diodes ត្រង់ស៊ីស្ទ័រនិងឧបករណ៍អគ្គិសនីផ្សេងទៀត។

នៅក្នុងមេរៀនបន្ទាប់ យើងនឹងពិនិត្យមើលការសាយភាយនៃចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងកន្លែងទំនេរ។

គន្ថនិទ្ទេស

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. រូបវិទ្យា (កម្រិតមូលដ្ឋាន) - M.: Mnemozina, 2012 ។
2. Gendenstein L.E., Dick Yu.I. រូបវិទ្យាថ្នាក់ទី១០។ - M. : Ileksa, 2005 ។
3. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. រូបវិទ្យា។ អេឡិចត្រូឌីណាមិក។ - អិមៈ ឆ្នាំ ២០១០។

1. គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃឧបករណ៍ () ។
2. សព្វវចនាធិប្បាយរូបវិទ្យា និងបច្ចេកវិទ្យា () ។

កិច្ចការ​ផ្ទះ

1. តើអ្វីបណ្តាលឱ្យមានចរន្តអេឡិចត្រុងនៅក្នុង semiconductor?
2. តើអ្វីជាចរន្តខាងក្នុងនៃ semiconductor?
3. តើចរន្តនៃ semiconductor អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពយ៉ាងដូចម្តេច?
4. តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាងភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់ម្ចាស់ជំនួយ និងភាពមិនបរិសុទ្ធរបស់អ្នកទទួល?
5. * តើអ្វីជាចរន្តនៃស៊ីលីកុនជាមួយនឹងសារធាតុផ្សំនៃ ក) ហ្គាលីយ៉ូម ខ) ឥណ្ឌូម គ) ផូស្វ័រ ឃ) អង់ទីម៉ូនី?