Intrinsieke vs Ekstrinsieke Halfgeleier
Dit is merkwaardig dat die moderne elektronika gebaseer is op een soort materiaal, halfgeleiers. Halfgeleiers is materiale wat 'n intermediêre geleidingsvermoë tussen geleiers en isolators het. Halfgeleiermateriale is in elektronika gebruik selfs voor die uitvinding van halfgeleierdiode en -transistor in 1940's, maar daarna het halfgeleiers groot toepassing gevind in die veld van elektronika. In 1958 het die uitvinding van die geïntegreerde stroombaan deur Jack Kilby van Texas-instrumente die gebruik van halfgeleiers op die gebied van elektronika tot 'n ongekende vlak verhef.
Natuurlik het halfgeleiers hul eienskap van geleidingsvermoë as gevolg van gratis ladingdraers. So 'n halfgeleier, 'n materiaal wat natuurlik halfgeleier eienskappe toon, staan bekend as 'n intrinsieke halfgeleier. Vir die ontwikkeling van gevorderde elektroniese komponente is halfgeleiers verbeter om met groter geleidingsvermoë te werk deur materiale of elemente by te voeg, wat die aantal ladingdraers in die halfgeleiermateriaal verhoog. So 'n halfgeleier staan bekend as 'n ekstrinsieke halfgeleier.
Meer oor Intrinsic Semiconductors
Geleidingsvermoë van enige materiaal is te wyte aan die elektrone wat deur die termiese roering na die geleidingsband vrygestel word. In die geval van intrinsieke halfgeleiers is die aantal elektrone wat vrygestel word relatief laer as in die metale, maar groter as in die isolators. Dit laat 'n baie beperkte geleidingsvermoë van stroom deur die materiaal toe. Wanneer die temperatuur van die materiaal verhoog word, gaan meer elektrone die geleidingsband binne, en dus neem die geleidingsvermoë van die halfgeleier ook toe. Daar is twee tipes ladingdraers in 'n halfgeleier, die elektrone wat in die valensband vrygestel word en die vakante orbitale, meer algemeen bekend as die gate. Die aantal gate en elektrone in 'n intrinsieke halfgeleier is gelyk. Beide gate en elektrone dra by tot die stroomvloei. Wanneer 'n potensiaalverskil toegepas word, beweeg elektrone na die hoër potensiaal en gate beweeg na die laer potensiaal.
Daar is baie materiale wat as halfgeleiers optree, en sommige is elemente en sommige is verbindings. Silikon en Germanium is elemente met halfgeleidende eienskappe, terwyl Gallium Arsenide 'n verbinding is. Oor die algemeen toon elemente in groep IV en verbindings van die elemente van groepe III en V, soos Gallium Arsenide, Aluminium Fosfied en Gallium Nitride intrinsieke halfgeleier eienskappe.
Meer oor Extrinsic Semiconductors
Deur verskillende elemente by te voeg, kan die halfgeleier-eienskappe verfyn word om meer stroom te gelei. Die byvoegingsproses staan bekend as doping, terwyl die materiaal wat bygevoeg word, bekend staan as die onsuiwerhede. Onsuiwerhede verhoog die aantal ladingdraers binne die materiaal, wat beter geleidingsvermoë moontlik maak. Op grond van die draer wat verskaf word, word die onsuiwerhede geklassifiseer as aanvaarders en skenkers. Skenkers is materiale wat ongebonde elektrone binne die rooster het, en aanvaarders is materiale wat gate in die rooster laat. Vir groep IV-halfgeleiers tree groep III-elemente Boor, Aluminium op as aanvaarders, terwyl groep V-elemente Fosfor en arseen as skenkers optree. Vir groep II-V saamgestelde halfgeleiers tree Selenium, Tellurium op as skenkers, terwyl Berillium, Sink en Kadmium as aanvaarders optree.
As 'n aantal akseptoratome as onreinheid bygevoeg word, neem die aantal gate toe en die materiaal het 'n oormaat positiewe ladingdraers as voorheen. Daarom word die halfgeleier gedoteer met aanvaarder onsuiwerheid 'n positiewe-tipe of P-tipe halfgeleier genoem. Op dieselfde manier word 'n halfgeleier gedoteer met skenkeronsuiwerheid, wat die materiaal in oormaat elektrone verlaat, 'n Negatiewe tipe of N-tipe halfgeleier genoem.
Halfgeleiers word gebruik om verskillende tipes diodes, transistors en verwante komponente te vervaardig. Lasers, fotovoltaïese selle (sonkragselle) en fotodetektors gebruik ook halfgeleiers.
Wat is die verskil tussen intrinsieke en ekstrinsieke halfgeleiers?
