नैज अर्धचालक

एक आंतरिक (शुद्ध) सेमीकंडक्टर, जिसे एक अनोपेड सेमीकंडक्टर या आई-टाइप सेमीकंडक्टर भी कहा जाता है, बिना किसी महत्वपूर्ण डोपेंट प्रजाति के एक शुद्ध सेमीकंडक्टर है। इसलिए आवेश वाहकों की संख्या अशुद्धियों की मात्रा के बजाय स्वयं सामग्री के गुणों द्वारा निर्धारित की जाती है। आंतरिक अर्धचालकों में उत्तेजित अवस्था वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या और इलेक्ट्रॉन छिद्रों की संख्या बराबर होती है: n = p। सेमीकंडक्टर डोपिंग के बाद भी यह मामला हो सकता है, हालांकि केवल तभी जब इसे दाताओं और स्वीकार करने वालों दोनों के साथ समान रूप से डोप किया जाता है। इस मामले में, n = p अभी भी धारण करता है, और अर्धचालक आंतरिक रहता है, हालांकि डोप किया जाता है। इसका मतलब यह है कि कुछ कंडक्टर आंतरिक और बाहरी दोनों हैं, लेकिन केवल अगर n (इलेक्ट्रॉन दाता डोपेंट/उत्तेजित इलेक्ट्रॉन) p के बराबर है (इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता डोपेंट/रिक्त छेद जो सकारात्मक चार्ज के रूप में कार्य करते हैं)।

रासायनिक रूप से शुद्ध अर्धचालकों की विद्युत चालकता अभी भी तकनीकी उत्पत्ति के क्रिस्टलोग्राफिक दोषों (जैसे रिक्ति दोष) से ​​प्रभावित हो सकती है, जिनमें से कुछ डोपेंट के समान व्यवहार कर सकते हैं। हालांकि, उनके प्रभाव को अक्सर उपेक्षित किया जा सकता है, और चालन बैंड में इलेक्ट्रॉनों की संख्या संयोजी बंध में छेदों की संख्या के बराबर होती है। नैरो-बैंडगैप सेमीकंडक्टर, जैसे मरकरी कैडमियम टेल्यूराइड को छोड़कर आंतरिक सेमीकंडक्टर की धारा का चालन विशुद्ध रूप से बैंड-गैप में इलेक्ट्रॉन उत्तेजना द्वारा सक्षम होता है, जो आमतौर पर कमरे के तापमान पर छोटा होता है।Hg
_0.8Cd
_0.2Te.

एक अर्धचालक की चालकता ठोस के बैंड सिद्धांत के संदर्भ में प्रतिरूपित की जा सकती है। सेमीकंडक्टर के बैंड मॉडल से पता चलता है कि सामान्य तापमान पर एक सीमित संभावना है कि इलेक्ट्रॉन चालन बैंड तक पहुंच सकते हैं और विद्युत चालन में योगदान कर सकते हैं। एक सिलिकॉन क्रिस्टल एक इन्सुलेटर से भिन्न होता है क्योंकि पूर्ण शून्य से ऊपर के किसी भी तापमान पर, एक गैर-शून्य संभावना होती है कि जाली में एक इलेक्ट्रॉन अपनी स्थिति से ढीला हो जाएगा, एक इलेक्ट्रॉन की कमी को पीछे छोड़ देगा जिसे छेद कहा जाता है। यदि वोल्टेज लागू किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और छेद दोनों एक छोटे से वर्तमान प्रवाह में योगदान दे सकते हैं।

इलेक्ट्रॉन और छिद्र

पूर्ण शून्य से ऊपर के तापमान पर एक आंतरिक अर्धचालक जैसे सिलिकॉन में, कुछ इलेक्ट्रॉन होंगे जो चालन बैंड में बैंड अंतराल में उत्साहित होते हैं और जो आवेश प्रवाह का समर्थन कर सकते हैं। जब शुद्ध सिलिकॉन में इलेक्ट्रॉन अंतराल को पार करता है, तो यह एक इलेक्ट्रॉन रिक्ति या नियमित सिलिकॉन जाली में छेद के पीछे छोड़ देता है। एक बाहरी वोल्टेज के प्रभाव में, इलेक्ट्रॉन और छिद्र दोनों सामग्री के पार जा सकते हैं। एन-टाइप सेमीकंडक्टर में, डोपेंट अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों का योगदान देता है, नाटकीय रूप से चालकता में वृद्धि करता है। पी-प्रकार अर्धचालक में, डोपेंट अतिरिक्त रिक्तियों या छिद्रों का उत्पादन करता है, जो इसी तरह चालकता को बढ़ाता है। हालांकि यह पी-एन जंक्शन का व्यवहार है जो ठोस अवस्था वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की विशाल विविधता की कुंजी है

सेमीकंडक्टर करंट

एक आंतरिक अर्धचालक में प्रवाहित होने वाली धारा में इलेक्ट्रॉन और होल करंट दोनों होते हैं। यही है, जो इलेक्ट्रॉनों को उनकी जाली की स्थिति से चालन बैंड में मुक्त किया गया है, वे सामग्री के माध्यम से आगे बढ़ सकते हैं। इसके अलावा, मुक्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा छोड़ी गई रिक्तियों को भरने के लिए अन्य इलेक्ट्रॉन जाली पदों के बीच कूद सकते हैं। इस अतिरिक्त क्रियाविधि को होल कंडक्शन कहा जाता है क्योंकि ऐसा लगता है जैसे होल मुक्त इलेक्ट्रॉन गति के विपरीत दिशा में सामग्री में पलायन कर रहे हैं। आंतरिक अर्धचालक में वर्तमान प्रवाह ऊर्जा राज्यों के घनत्व से प्रभावित होता है जो बदले में चालन बैंड में चार्ज वाहक घनत्व को प्रभावित करता है। यह करंट अत्यधिक तापमान पर निर्भर है।

संदर्भ

• Sze, Simon M. (1981). Physics of Semiconductor Devices (2nd ed.). John Wiley and Sons (WIE). ISBN 0-471-05661-8.
• Kittel, Ch. (2004). Introduction to Solid State Physics. John Wiley and Sons. ISBN 0-471-41526-X.

यह भी देखें

• बाह्य अर्धचालक
  • एन-टाइप सेमीकंडक्टर
  • पी-टाइप सेमीकंडक्टर

श्रेणी: सेमीकंडक्टर सामग्री प्रकार

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