Silikon Supero'tkazuvchilarmi? Sof va doplangan kremniy o'tkazuvchanligi

Shuning uchun muhim savol nafaqatkremniytokni o'tkazishi mumkin. BuNima uchun bir xil kremniy kristalli sof holatda yomon o'tkaza oladi va nazorat ostidagi dopingdan so'ng elektr jihatdan ancha foydali bo'ladi..

Elektr materiallari ko'pincha zaryad tashuvchilar ular orqali qanchalik oson harakatlanishiga qarab guruhlanadi. Silikon odatdagi o'tkazgich va oddiy izolyator o'rtasida joylashgan.

Shunday qilib, silikonni oddiygina o'tkazgich yoki izolyator sifatida tasvirlash eng muhim xususiyatni o'tkazib yuboradi. Silikon yarimo'tkazgich bo'lib, uning elektr harakati keng amaliy diapazonda o'zgartirilishi mumkin.

Sof kristall kremniyda to'rtta valentlik elektron mavjud. Kristalning ichida har bir kremniy atomi bu elektronlarni qo'shni atomlar bilan kovalent aloqalar orqali baham ko'radi.

Bog'lanishda ko'p valent elektronlar ishtirok etganligi sababli, nisbatan ozroqlari kristall bo'ylab erkin harakatlana oladi va xona haroratida oqim o'tkazadi.

Bu odatdagi metalldan tubdan farq qiladi, bu erda o'tkazuvchanlik uchun juda ko'p mobil elektronlar mavjud.

Shuning uchun sof kremniy oddiy metall o'tkazgichlarga nisbatan elektr jihatdan zaif, ammo u to'liq o'tkazuvchan emas. Issiqlik energiyasi mobil elektronlar va teshiklarni yaratishi mumkin, bu esa o'lchash mumkin bo'lgan oqim oqimini ta'minlaydi.

Ichki kremniyda bir nechta bepul zaryad tashuvchilar mavjud

Qasddan dopingsiz kremniy deyiladiichki kremniy.

Uning elektr harakati asosan materialning o'zida hosil bo'lgan tashuvchilarga bog'liq. Xona haroratida ularning kontsentratsiyasi nisbatan past bo'ladi, bu esa o'ziga xos kremniyga yaxshi metall o'tkazgichga qaraganda ancha yuqori qarshilik beradi.

Ushbu past ichki o'tkazuvchanlik yarimo'tkazgich muhandislari materialni ataylab o'zgartiradigan boshlang'ich nuqtani yaratadi.

Umumiy sanoat kremniy navlari

 

Silikon metall 441

Silikon metall 553

Silikon metall 3303

Doping kremniyning past ichki o'tkazuvchanligini boshqariladigan elektr xususiyatiga aylantiruvchi mexanizmdir.

Doping kremniyni metallga aylantirmaydi.Buning o'rniga, mavjud zaryad tashuvchilar soni va turini o'zgartirish uchun ehtiyotkorlik bilan tanlangan atomlar kremniy kristaliga kiritiladi.

N-Kremniy turi elektron zaryad tashuvchilarni qo'shadi

N-turdagi kremniy fosfor yoki mishyak kabi donor qoʻshimchalar yordamida ishlab chiqariladi.

Bu atomlar oddiy kremniy bog'lanish strukturasida bog'langan elektronlarga qaraganda elektr o'tkazuvchanligida osonroq ishtirok eta oladigan qo'shimcha elektronlarni beradi.

Natijada,elektronlar N-tipli kremniyda asosiy zaryad tashuvchilardir.

P-Kremniy turi teshik zaryadlovchi tashuvchilarni yaratadi

P-turdagi kremniyda bor yoki galliy kabi qabul qiluvchi dopantlardan foydalaniladi.

Bu dopantlar kristall panjarada elektron tanqisligini hosil qiladi. Ushbu bo'sh ish o'rinlari quyidagicha tavsiflanaditeshiklarva o'zini ijobiy zaryad tashuvchilar sifatida tutadi.

P{0}}tipli kremniyda teshiklar asosiy tashuvchilarga aylanadi.

N-va P-tipli hududlarni yaratish qobiliyati kremniyni "ko'proq o'tkazuvchan" qilishdan ko'ra muhimroqdir. Bu bir xil yarimo'tkazgich strukturasining turli qismlarida elektr xatti-harakatlarini boshqacha tarzda ishlab chiqishga imkon beradi.

Har bir silikon materialni ifodalovchi yagona elektr o'tkazuvchanlik qiymati yo'q.

O'tkazuvchanlik va qarshilik o'lchanadigan materialning holatiga bog'liq.

Haroratning o'zgarishi kremniy o'tkazuvchanligi

Ichki kremniyning harorati oshishi bilan ko'proq zaryad tashuvchilar paydo bo'lishi mumkin.

Shuning uchun uning o'tkazuvchanligi odatda harorat bilan ortadi. Bu odatdagi metall o'tkazgichlardan muhim farq bo'lib, material qizib ketganda qarshilik odatda ko'tariladi.

Soflik va Dopant kontsentratsiyasi kremniyning qarshiligini o'zgartiradi

Yuqori kimyoviy tozalik avtomatik ravishda yuqori elektr o'tkazuvchanligini anglatmaydi.

Juda sof o'ziga xos kremniy nisbatan yuqori qarshilikka ega bo'lishi mumkin, chunki u bir nechta zaryad tashuvchilarni o'z ichiga oladi.

Nazorat qilinadigan qo'shimchalar qo'shilgach, tashuvchining konsentratsiyasi o'zgaradi va o'tkazuvchanlik sezilarli darajada oshishi mumkin. Shuning uchun muhim elektr spetsifikatsiyasi ajralib turishi kerakpoklikdandopant kontsentratsiyasi.

Kristal nuqsonlari kremniyning elektr harakatiga ta'sir qilishi mumkin

Kristal nuqsonlari, don chegaralari va ifloslanish zaryad tashuvchilarning kremniy orqali qanday harakatlanishiga ta'sir qilishi mumkin.

Shuning uchun yarimo'tkazgich materiali faqat elementar tozaligi bilan belgilanmaydi. Kristal sifati, dopant nazorati va qarshilik ham muhim bo'lishi mumkin.

Silikon elektr tokini tabiiy ravishda juda yaxshi o'tkazgani uchun emas, balki uning o'tkazuvchanligini loyihalash mumkin bo'lganligi sababli elektronika uchun asos bo'ldi.

Boshqariladigan tashuvchi kontsentratsiyasi bo'lgan hududlarni yaratish orqali kremniy quyidagilarda ishlatiladigan elektr inshootlarini qo'llab-quvvatlashi mumkin:

• Transistorlar
• Integratsiyalashgan sxemalar
• Kompyuter chiplari
• Quyosh xujayralari
• Yarimo'tkazgichli qurilmalar

Shuning uchun foydali mulkboshqariladigan o'tkazuvchanlik: muhandislar bir xil kremniy{0}}asosidagi qurilma ichida elektr sharoitlariga boshqacha javob beradigan hududlarni ataylab yaratishi mumkin.

Sanoat kremniy Metall va yarimoʻtkazgichli kremniy- ikkalasi ham Si elementiga asoslangan, ammo ular bir-birini almashtirib boʻlmaydigan elektr materiallari emas.

Masalan, Silicon Metal 553 va 441 kabi sanoat navlari odatda metallurgiya kimyoviy tarkibi, xususan Fe, Al va Ca chegaralari bilan farqlanadi.

Bu farqni bizda ko'rish mumkin sanoat kremniy darajasini taqqoslash .

Bu daraja raqamlari sizga yarimo'tkazgichlardan foydalanish uchun zarur bo'lgan qo'shimcha moddalar kontsentratsiyasi yoki qarshilikni bildirmaydi.

Kremniy yetkazib berish bo‘yicha ishimizda biz metallurgiyaning kimyoviy tarkibini elektr-xususiyat talablaridan ajratamiz. Agar sizning quyi oqim jarayoni o'tkazuvchanlik, tozalik, qo'shimcha moddalar darajasi yoki qarshilikka bog'liq bo'lsa, bu parametrlar standart Silikon Metal markasidan xulosa chiqarish o'rniga alohida tasdiqlanishi kerak.

Sof kremniyyaxshi elektr o'tkazgich emasmis, alyuminiy yoki boshqa umumiy metall o'tkazgichlar bilan solishtirganda.

Uning ahamiyati boshqa xususiyatdan kelib chiqadi: o'tkazuvchanlik zaryad tashuvchilarni nazorat qilish orqali ataylab o'zgartirilishi mumkin.

Ichki kremniy nisbatan kam sonli mobil tashuvchilardan boshlanadi. N-doping mavjud bo'lgan elektronlarni ko'paytiradi, P-turdagi doping esa teshiklarni hosil qiladi. Harorat, dopant kontsentratsiyasi, tozalik va kristal sifati keyinchalik yakuniy o'tkazuvchanlik va qarshilikka ta'sir qiladi.

Shu sababli "Kremniy elektr tokini o'tkazadimi?" oddiy javob, lekin muhim malakaga ega: