Რა არის ნახევარგამტარული? წინააღმდეგობის ნახევარგამტარული

რა არის ნახევარგამტარული მასალების? რა არის მისი ფუნქციები? რა არის ფიზიკა ნახევარგამტარები? როგორც ისინი შენდება? რა არის გამტარობის ნახევარგამტარები? რა ფიზიკური ატრიბუტები მათ გააჩნიათ?

რა ჰქვია ნახევარგამტარები?

ეს ეხება კრისტალური მასალები, რომელიც არ აწარმოოს ელექტროენერგია ისე კარგად, ისევე როგორც ლითონები. მიუხედავად ამისა, ეს მაჩვენებელი უკეთესია, ვიდრე იზოლატორები. ეს მახასიათებლები იმის გამო, რომ ნომერი მობილური მატარებლების. თუ გავითვალისწინებთ, რომ, ზოგადად, არსებობს ძლიერი დანართი ბირთვი. თუმცა, როდესაც ინიშნება დირიჟორი რამდენიმე ატომები, მაგალითად, სტიბიუმი, რომელსაც აქვს ჭარბი ელექტრონები, ამ თანამდებობაზე აღარ იქნება. გამოყენებისას indium მომზადებული ელემენტების დადებითი მუხტი. ყველა ეს თვისებები ფართოდ გამოიყენება ტრანზისტორები - სპეციალური მოწყობილობები, რომელიც შეიძლება გაზარდოს, ბლოკი ან გაიაროს მიმდინარე წელს მხოლოდ ერთი მიმართულებით. თუ გავითვალისწინებთ NPN ტიპის ელემენტს, შეიძლება ითქვას მნიშვნელოვნად აძლიერებს იმ როლს, რომელიც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია გადაცემის სუსტი სიგნალები.

დიზაინი თვისებები რომელიც აქვს ელექტრონულად ნახევრად დირიჟორები

დირიჟორები აქვს ბევრი თავისუფალი ელექტრონები. იზოლატორები ისინი ძლივს ფლობს. Semiconductors და ასევე შეიცავს გარკვეული თავისუფალი ელექტრონების და გადის დადებითი მუხტი, რომლებიც მზად გათავისუფლებული ნაწილაკების. და რაც ყველაზე მთავარია - ისინი ყველა განახორციელა ელექტრო მიმდინარე. ითვლება ადრე NPN ტიპის ტრანზისტორი - არ არის გამორიცხული, ერთ ნახევარგამტარული ელემენტს. ასე რომ, არსებობს უფრო PNP-ტრანზისტორი და დიოდები.

თუ ვსაუბრობთ ბოლო მოკლედ, ეს არის ელემენტი, რომელიც შეიძლება გადასცეს სიგნალები, მხოლოდ ერთი მიმართულებით. გარდა ამისა, დიოდური შეუძლია კონვერტირება AC to DC. რა არის მექანიზმი ამ ტრანსფორმაციის? და რატომ მოძრაობს მხოლოდ ერთი მიმართულებით? მიუხედავად იმისა, სადაც არ არის აქტუალური, ელექტრონები და ხარვეზები შეიძლება იყოს ან დასაშლელად, ან წავიდეთ წინ. პირველ შემთხვევაში გამო გაიზარდა მანძილი feed მიწოდება შეწყვიტა, და, შესაბამისად, გადამდები მატარებლების უარყოფითი ძაბვის მხოლოდ ერთი მიმართულებით, ანუ გამტარობის ნახევარგამტარების არის ცალმხრივი. ყოველივე ამის შემდეგ, მიმდინარე შეიძლება გადაეცეს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, შემადგენელი ნაწილაკების ახლოს. და ეს შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, მიმდინარე მიწოდება ერთის მხრივ. ეს არის სახის ნახევარგამტარები არსებობს და გამოიყენება მომენტში.

band სტრუქტურა

ელექტრო და ოპტიკური თვისებების დირიჟორები უკავშირდება იმ ფაქტს, რომ, როდესაც შევსების ენერგეტიკულ დონეზე ელექტრონები გამოყოფილია შესაძლო სახელმწიფოებში bandgap. რა არის მისი ფუნქციები? ის ფაქტი, რომ არ არსებობს bandgap ენერგეტიკულ დონეზე. მინარევებისაგან და სტრუქტურული დეფექტების შეიძლება შეიცვალოს. უმაღლესი სრული band ეწოდება valence. მოჰყვა რეზოლუციის, მაგრამ ცარიელია. მას უწოდებენ ჩატარების band. ფიზიკის ნახევარგამტარები - ძალიან საინტერესო თემას, და ფარგლებში სტატიაში კარგად არის დაფარული.

სახელმწიფო ელექტრონები

იგი იყენებს ცნებები, როგორიცაა რაოდენობის დაშვებული band და მოჩვენებითი იმპულსი. სტრუქტურა განისაზღვრება პირველი დისპერსიული. მისივე თქმით, იგი გავლენას ახდენს ენერგიის დამოკიდებულება quasimomentum. ასე რომ, თუ valence band მთლიანად ივსება ელექტრონები (რომელიც გაატაროს მუხტი ნახევარგამტარული), ჩვენ ვამბობთ, რომ არ არსებობს ელემენტარული excitations. თუ რაიმე მიზეზის გამო, ნაწილაკების არ არის, ეს იმას ნიშნავს, რომ არ არის დადებითად დამუხტული quasiparticle - გაივლის და ხვრელი. ისინი პასუხისმგებელი მატარებლების ნახევარგამტარები წელს valence band.

degenerate ზონაში

The Valence band ტიპიური დირიჟორი sixfold degenerate. ეს გამოკლებით spin-ორბიტაზე ურთიერთქმედება და მხოლოდ მაშინ, როცა ბროლის იმპულსი არის ნულოვანი. ეს შეიძლება ერთგულები იმავე მდგომარეობაში ორმაგად და ოთხმაგად degenerate band. ენერგეტიკული ინტერვალი მათ შორის ეწოდება ენერგია spin-ორბიტაზე გაყოფა.

მინარევებისაგან და დეფექტების ნახევარგამტარები

ისინი შეიძლება იყოს ელექტრონულად უმოქმედო ან აქტიური. გამოყენება პირველ საშუალებას ხედავთ ნახევარგამტარები დადებითი ან უარყოფითი მუხტი, რომელიც შეიძლება ოფსეტური მიერ გაჩენის ხვრელი valence ჯგუფის ან ელექტრონული ჩასატარებლად band. Inactive ჭუჭყს ნეიტრალური, და მათ აქვთ შედარებით მცირე გავლენა ელექტრონული თვისებები. უფრო მეტიც, იგი ხშირ შემთხვევაში შეიძლება მნიშვნელობის არის valence რომელთა ატომები, რომელიც მონაწილეობას მიიღებს უფასოდ გადაცემის პროცესი და სტრუქტურა ბროლის lattice.

დამოკიდებულია ტიპის და თანხის მინარევებისაგან შეიძლება შეიცვალოს და თანაფარდობა რაოდენობის ხვრელების და ელექტრონი. აქედან გამომდინარე, ნახევარგამტარული მასალების ყოველთვის უნდა იყოს შერჩეული, რათა მივაღწიოთ სასურველ შედეგს. ეს წინ უძღოდა დიდი რაოდენობით გათვლებით, და შემდგომში ექსპერიმენტი. ნაწილაკების, რომ ყველაზე მოუწოდა უმრავლესობას მატარებლები, რომლებიც უმცირესობაში.

დოზირებული დანერგვა მინარევებისაგან შევიდა ნახევარგამტარული მოწყობილობა საშუალებას იძლევა, რათა მოიპოვოს სასურველი თვისებები. დეფექტები Semiconductors ასევე შეიძლება უმოქმედო ან აქტიური ელექტრო მდგომარეობაში. მნიშვნელოვანი აქ დისლოკაციის, ინტერსტიციული atom და ვაკანტურ თანამდებობაზე. თხევადი და noncrystalline დირიჟორები რეაგირება ჭუჭყს განსხვავებულად, ვიდრე კრისტალური. ნაკლებობა მყარი სტრუქტურა საბოლოოდ იწვევს აღძრა atom იძენს სხვადასხვა valence. ეს იქნება განსხვავებული, რომელიც მას თავდაპირველად imbues მათი კავშირები. Atom ხდება წამგებიანი მისცეს ან ანიჭებენ electron. ასეთ შემთხვევაში, ხდება უმოქმედო და, აქედან გამომდინარე, მინარევის ნახევარგამტარები აქვს უფრო დიდი შანსი უკმარისობა. ეს იწვევს ის ფაქტი, რომ შეუძლებელია შეცვალოს გამტარობის ტიპის მეშვეობით დოპინგის და შექმნა, მაგალითად, p-n-კვანძი.

ზოგიერთი ამორფული ნახევარგამტარები შეუძლია შეცვალოს მათი ელექტრონული თვისებების გავლენის ქვეშ დოპინგის. მაგრამ მას ეპყრობა მათ გაცილებით ნაკლებად, ვიდრე კრისტალური. მგრძნობელობა დოპინგის ამორფული ელემენტები შეიძლება გაუმჯობესდა დამუშავება. საბოლოო ჯამში, ეს უნდა აღინიშნოს, რომ იმის გამო, რომ ხანგრძლივი და მძიმე სამუშაოს მინარევის ნახევარგამტარები, მიუხედავად ამისა, მთელ რიგ მახასიათებლები კარგი შედეგები.

სტატისტიკა ელექტრონები ნახევარგამტარული

როდესაც არსებობს თერმოდინამიკური წონასწორობა, რაოდენობის ხვრელების და ელექტრონების განისაზღვრება მხოლოდ ტემპერატურა band სტრუქტურა პარამეტრების და კონცენტრაცია ელექტრონულად აქტიური მინარევებისაგან. როდესაც კოეფიციენტი გამოითვლება, მას სჯეროდა, რომ ზოგიერთი ნაწილაკების იქნება ჩატარების band (ამ მიმღები ან დონორი დონეზე). ასევე მხედველობაში იმ ფაქტს, რომ მონაწილეობა შეუძლიათ დატოვონ ტერიტორია valence, და არ წარმოიქმნება ხარვეზები.

გამტარობის

In ნახევარგამტარები, გარდა ელექტრონები, როგორც ბრალდების მატარებლების შეუძლია შეასრულოს და იონების. მაგრამ მათი ელექტრო გამტარობის უმეტეს შემთხვევაში უმნიშვნელოა. მხოლოდ იონური superprovodniki შეიძლება გამოიწვიოს გამონაკლისი. ნახევარგამტარები სამი ძირითადი ელექტრონული გადაცემის მექანიზმი:

1. მთავარი ზონაში. ამ შემთხვევაში, ელექტრონები მოძრაობენ შეცვლის გამო მისი ენერგია ფარგლებში ნებადართულია ტერიტორიაზე.
2. Hopping სატრანსპორტო ლოკალიზებული შტატები.
3. პოლარონის.

exciton

ხვრელი და ელექტრონული შეუძლია შექმნას მიჯაჭვულ. მას უწოდებენ Wannier-Mott. ამ შემთხვევაში ფოტონის ენერგია, რომელიც შეესაბამება შთანთქმის პირას მოდის მასშტაბები დაწყვილება რეზოლუცია. საკმარისი ინტენსივობის სინათლის in ნახევარგამტარები შეუძლია შექმნას მნიშვნელოვანი თანხა excitons. ზრდა მათი კონცენტრაცია condense და ფორმა ელექტრონულ-hole სითხე.

ზედაპირზე ნახევარგამტარული

ეს სიტყვები იმაზე მიუთითებს რამდენიმე ატომური ფენებს, რომლებიც მოსაზღვრე მოწყობილობა. Surface თვისებები განსხვავდება ნაყარი. ყოფნა ამ ფენების არღვევს მთარგმნელობითი სიმეტრია ბროლის. ეს იწვევს ე.წ. ზედაპირზე ქვეყნები და polaritons. ვითარდება თემა უკანასკნელი, უნდა იყოს, რომ გითხრათ და spin და ვიბრაციული ტალღები. იმის გამო, რომ მისი ქიმიური საქმიანობის იმალებოდა მიკროსკოპული ზედაპირული ფენის გარეთ მოლეკულების და ატომების, რომ უკვე ადსორბირდეს საწყისი გარემო. ისინი ასევე განსაზღვრავს თვისებები რამდენიმე ატომური ფენებს. საბედნიეროდ, შექმნა ულტრა მაღალი ვაკუუმი ტექნოლოგია, რომლებიც ნახევარგამტარული კომპონენტები, საშუალებას მოიპოვოს და შეინარჩუნოს რამდენიმე საათის განმავლობაში, სუფთა ზედაპირზე, რომელიც დადებითად მოქმედებს ხარისხის პროდუქცია.

Semiconductor. ტემპერატურის გავლენა წინააღმდეგობის

როდესაც ტემპერატურა რკინის იზრდება და იზრდება მათი წინააღმდეგობა. With ნახევარგამტარები, პირიქით - ისეთსავე პირობებში, ეს ვარიანტი ისინი შეამცირებს. საქმე იმაშია, რომ ელექტრო გამტარობის ნებისმიერი მასალის (და ეს ახასიათებს უკუპროპორციულია წინააღმდეგობის) დამოკიდებული, თუ რამდენად ბრალდებით მიმდინარე მატარებლები არიან, გადაადგილების სიჩქარე ელექტრო სფეროში, და მათი რაოდენობის ერთეული მოცულობის მასალა.

ნახევარგამტარული ელემენტები იზრდება ტემპერატურის ზრდის კონცენტრაცია ნაწილაკების, რითაც იზრდება თბოგამტარობა და წინააღმდეგობის მცირდება. თქვენ შეგიძლიათ ამ თანდასწრებით მარტივი კომპლექტი ახალგაზრდა ფიზიკოსი და საჭირო მატერიალურ - სილიკონი ან გერმანიუმი, ასევე შეიძლება მიღებული და დამზადებული ნახევარგამტარული მათ. ზრდა ტემპერატურა შეამცირებს მათი წინააღმდეგობა. შეამოწმოს ამ, თქვენ უნდა საფონდო up on საზომი ინსტრუმენტები, რომელიც ყველა ცვლილება. ეს არის ზოგადად შემთხვევაში. მოდით შევხედოთ რამდენიმე კონკრეტული embodiments.

წინააღმდეგობის და ელექტროსტატიკური იონიზაციის

ეს არის იმის გამო, რომ გვირაბის ელექტრონები გავლით ძალიან ვიწრო ბარიერი, რომელიც უზრუნველყოფს დაახლოებით მეასედი მკმ. იგი მდებარეობს შორის კიდეები ენერგეტიკული შემსრულებლები. მისი გამოჩენა არის მხოლოდ შესაძლებელი, როდესაც მოღუნვა ენერგია შემსრულებლები, რაც ხდება, მხოლოდ გავლენის ქვეშ ძლიერი ელექტრო სფეროში. მას შემდეგ, რაც გვირაბის ხდება (რომელიც არის კვანტური მექანიკა ეფექტი), ელექტრონები გაიაროს პოტენციური ბარიერი ვიწრო, და ეს არ შეიცვლება მათი ენერგია. ეს გულისხმობს კონცენტრაციის გაზრდას მუხტის გადამტანების, და ორივე ზონები: გამტარობის და სავალენტო. თუ პროცესი განვითარდეს ელექტროსტატიკური იონიზაციის, არ შეიძლება ავარია ნახევარგამტარული გვირაბი. ამ პროცესში იგი შეიცვლება წინააღმდეგობის ნახევარგამტარული. ეს არის შეუქცევადი, და როგორც კი ელექტრული ველის გამორთულია, ყველა პროცესების აღდგეს.

წინააღმდეგობა და გავლენა იონიზაციის

ამ შემთხვევაში, ხვრელები და ელექტრონები არიან დაჩქარებული სანამ ტესტირება უფასო გზა გავლენის ქვეშ ძლიერი ელექტრული ველის ღირებულებებს, რომლებიც ხელს უწყობს იონიზაციის ატომები და რღვევის ერთი კოვალენტური ბმები (პირველადი ან მინარევების atom). ზემოქმედების იონიზაციის ხდება, როგორიცაა ზვავი და ზვავსაშიშროების გამრავლების ბრალდებით მატარებლები. ამდენად ახლადშექმნილი ხვრელების და ელექტრონების დაჩქარება დენის. მიმდინარე ღირებულება საბოლოო შედეგი მრავლდება კოეფიციენტზე ზემოქმედების იონიზაციის, რომელიც არის რიგი electron-ხვრელი წყვილი, რომელიც წარმოიქმნება ერთი პასუხისმგებელი გადამზიდავი გზას სეგმენტი. განვითარების ეს პროცესი საბოლოოდ მივყავართ ნახევარგამტარული ზვავი ავარია. წინააღმდეგობის ნახევარგამტარები იცვლება, მაგრამ, როგორც იმ შემთხვევაში, გვირაბის ავარია, შექცევადია.

გამოყენება ნახევარგამტარები პრაქტიკაში

განსაკუთრებულ მნიშვნელობას ამ ელემენტების უნდა აღინიშნოს, კომპიუტერული ტექნიკა. თითქმის ეჭვგარეშეა, რომ თქვენ არ იქნება დაინტერესებული კითხვაზე, თუ რა არის ნახევარგამტარები, თუ არა სურვილი, რომ დამოუკიდებლად წამოწიოს მათი გამოყენება. ეს წარმოუდგენელია მუშაობის თანამედროვე მაცივრები, ტელევიზორები, კომპიუტერის მონიტორები გარეშე ნახევარგამტარები. ვერ მათ გარეშე, და თანამედროვე საავტომობილო საინჟინრო. ისინი ასევე გამოიყენება საავიაციო და კოსმოსური ტექნიკა. გაგება, თუ რა ნახევარგამტარები, როგორ მნიშვნელოვანია, რომ ისინი? რა თქმა უნდა, ჩვენ არ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ეს არის მხოლოდ ძირითადი ელემენტების ჩვენი ცივილიზაციის, არამედ underestimate მათ არ ღირს.

გამოყენება ნახევარგამტარები პრაქტიკაში, იმის გამო, რომ უფრო და მთელი რიგი ფაქტორები, მათ შორის გავრცელებული, რომ მასალა, რომელიც კეთდება და მარტივად დამუშავება და მიიღოს სასურველი შედეგი, და სხვა ტექნიკური მახასიათებლები, რომ მიიღოს არჩევანი მეცნიერები, რომლებიც მუშაობდნენ ელექტრონული მოწყობილობები, გააჩერეს.

დასკვნა

ჩვენ არ შეისწავლა დეტალურად რა ნახევარგამტარები, როგორ მუშაობს. საფუძველზე მათი წინააღმდეგობის ასახული რთული ფიზიკური და ქიმიური პროცესები. და თქვენ შეამჩნევთ, რომ ფაქტები არ მისცეს ე მუხლის კარგად ესმით, რომ ასეთი ნახევარგამტარები, იმ უბრალო მიზეზის გამო, რომ მეცნიერება ჯერ კიდევ არ არის შესწავლილი თავისებურებები მათი მუშაობა ბოლომდე. მაგრამ ჩვენ ვიცით, მათი ძირითადი თვისებები და მახასიათებლები, რომლებიც საშუალებას გვაძლევს, ისინი პრაქტიკაში. აქედან გამომდინარე, თქვენ შეგიძლიათ მოძებნოთ მასალები და ნახევარგამტარები ექსპერიმენტი მათ, რომ ფრთხილად. ვინ იცის, იქნებ თქვენ slumber დიდი მკვლევარი?!