Semiconductor intrinsec vs extrinsec
Este remarcabil faptul că electronica modernă se bazează pe un tip de material, semiconductorii. Semiconductorii sunt materiale care au o conductivitate intermediară între conductori și izolatori. Materialele semiconductoare au fost utilizate în electronică chiar înainte de invenția diodei și tranzistorului semiconductor în anii 1940, dar după aceea semiconductorii au găsit o vastă aplicație în domeniul electronicii. În 1958, invenția circuitului integrat de Jack Kilby din instrumentele din Texas a ridicat utilizarea semiconductoarelor în domeniul electronicii la un nivel fără precedent.
În mod natural, semiconductorii au proprietatea lor de conductivitate datorită purtătorilor de încărcare gratuită. Un astfel de semiconductor, un material, care prezintă în mod natural proprietăți semiconductoare, este cunoscut sub numele de semiconductor intrinsec. Pentru dezvoltarea componentelor electronice avansate, semiconductorii au fost îmbunătățiți pentru a funcționa cu o conductivitate mai mare prin adăugarea de materiale sau elemente, care măresc numărul de purtători de încărcare în materialul semiconductor. Un astfel de semiconductor este cunoscut sub numele de semiconductor extrinsec.
Mai multe despre semiconductorii intrinseci
Conductivitatea oricărui material se datorează electronii eliberați în banda de conducere prin agitația termică. În cazul semiconductoarelor intrinseci, numărul de electroni eliberați este relativ mai mic decât în metale, dar mai mare decât în izolatori. Acest lucru permite o conductivitate foarte limitată a curentului prin material. Când temperatura materialului crește, mai mulți electroni intră în banda de conducere și, prin urmare, crește și conductivitatea semiconductorului. Există două tipuri de purtători de sarcină într-un semiconductor, electronii eliberați în banda de valență și orbitalii liberi, mai des cunoscuți ca găuri. Numărul de găuri și electroni dintr-un semiconductor intrinsec este egal. Ambele găuri și electronii contribuie la fluxul curent. Atunci când se aplică o diferență de potențial, electronii se deplasează spre potențialul superior și găurile se deplasează spre potențialul inferior.
Există multe materiale care acționează ca semiconductori, iar unele sunt elemente, iar altele sunt compuși. Siliciul și germaniu sunt elemente cu proprietăți semiconductoare, în timp ce arsenura de galiu este un compus. În general, elementele din grupa IV și compușii din elementele grupelor III și V, cum ar fi arsenura de galiu, fosfura de aluminiu și azotura de galiu prezintă proprietăți semiconductoare intrinseci.
Mai multe despre semiconductorii extrinseci
Prin adăugarea diferitelor elemente, proprietățile semiconductorilor pot fi rafinate pentru a conduce mai mult curent. Procesul de adăugare este cunoscut sub numele de dopaj, în timp ce materialul adăugat este cunoscut sub numele de impurități. Impuritățile cresc numărul purtătorilor de sarcină din material, permițând o conductivitate mai bună. Pe baza transportatorului furnizat, impuritățile sunt clasificate ca acceptori și donatori. Donatorii sunt materiale care au electroni nelegați în rețea, iar acceptorii sunt materiale care lasă găuri în rețea. Pentru semiconductorii din grupa IV, elementele din grupul III Borul, aluminiul acționează ca acceptori, în timp ce elementele din grupul V Fosforul și arsenicul acționează ca donatori. Pentru semiconductorii compuși din grupa II-V, Seleniu, Telluriu acționează ca donatori, în timp ce Beriliu, Zinc și Cadmiu acționează ca acceptori.
Dacă se adaugă un număr de atomi acceptori ca impuritate, numărul găurilor crește și materialul are exces de purtători de sarcină pozitivă decât înainte. Prin urmare, semiconductorul dopat cu impuritate acceptor se numește semiconductor de tip pozitiv sau de tip P. În același mod, un semiconductor dopat cu impuritatea donatorului, care lasă materialul în exces de electroni, se numește semiconductor de tip negativ sau tip N.
Semiconductorii sunt utilizați pentru fabricarea diferitelor tipuri de diode, tranzistoare și componente conexe. Lasere, celule fotovoltaice (celule solare) și detectoare foto folosesc, de asemenea, semiconductori.
Care este diferența dintre semiconductorii intrinseci și extrinseci?
