Veistu um hálfleiðara leysira? (Hluti 1)

1. Hálfleiðara leysirskilgreiningu

Við köllum venjulega efni sem hafa lélega rafleiðni eins og kol, gervikristalla, gulbrún og keramik semeinangrunarefni.

Málmar sem leiða rafmagn vel, eins og gull, silfur, kopar, járn, tin og ál, eru kallaðirleiðara.

Við stofuhita eru leiðandi eiginleikar efna milli leiðara og einangrunarefna kallaðirhálfleiðara.

Í samanburði við leiðara og einangrunarefni var uppgötvun hálfleiðaraefna tiltölulega seint og það var ekki fyrr en á þriðja áratugnum að tilvist hálfleiðara var sannarlega viðurkennd af fræðasamfélaginu þegar hreinsunartækni efna var bætt.

2. Þróunarsaga

Árið 1833 fann breski vísindamaðurinn Faraday, faðir rafeindatækninnar, fyrst að viðnám silfursúlfíðs gegn hitabreytingum er öðruvísi en venjulegra málma. Undir venjulegum kringumstæðum eykst viðnám málma með hækkun hitastigs, en Baradei komst að því að viðnám silfursúlfíðefna minnkar með hækkun hitastigs. Þetta er fyrsta uppgötvun hálfleiðarafyrirbæris.

Árið 1839 uppgötvaði Becquerel frá Frakklandi að tengi milli hálfleiðara og raflausnar myndar spennu þegar það verður fyrir ljósi. Þetta varð þekkt sem photovoltaic effect. Það var annað einkenni hálfleiðara sem uppgötvaðist.

Árið 1873 uppgötvaði Smith frá Englandi ljósleiðniáhrif þess að auka leiðni selenkristalefna undir ljósi, sem er annar eiginleiki hálfleiðara. Þrátt fyrir að þessi fjögur áhrif hálfleiðara (leifarnar af Hall áhrifunum -- uppgötvun fjögurra tengdra áhrifa) hafi fundist fyrir 1880, var hugtakið hálfleiðari fyrst notað af Coneyberg og Weiss líklega árið 1911. Það var ekki fyrr en í desember 1947 að Bell LABS hafi lokið lýsingu á fjórum eiginleikum hálfleiðara.

Árið 1874 tók Braun í Þýskalandi fram að leiðni einhvers súlfíðs tengist stefnu hins beitta rafsviðs, það er að leiðni þess er stefnubundin og þegar framspenna er sett á báða enda er hún leiðandi; Ef pólun spennunnar er snúið við mun hún ekki leiða rafmagn. Þetta eru óaðskiljanleg áhrif hálfleiðarans og þriðja einkenni hálfleiðarans. Sama ár uppgötvaði Schuster einnig afriðunaráhrif kopars og koparoxíðs.

Margir velta því fyrir sér hvers vegna það hefur tekið svona langan tíma fyrir hálfleiðara að þekkjast. Aðalástæðan var sú að efnin voru ekki hrein. Án góðra efna er erfitt að útskýra mörg efnistengd vandamál.

3. Hálfleiðara leysir flokkun

Efnasamsetningu má skipta í frumefni hálfleiðara og samsetta hálfleiðara tvo flokka.

Germaníum og sílikon eru almennt notuð sem frumefnis hálfleiðarar; Samsettir hálfleiðarar innihalda hóp Ⅲ og Ⅴ efnasambönd (gallíumarseníð, gallíumfosfíð osfrv.), hóp Ⅱ og Ⅵ efnasambönd (kadmíumsúlfíð, sinksúlfíð osfrv.), oxíð (mangan, króm, járn, koparoxíð) og fastar lausnir samanstendur af hóp ⅲ-ⅴ efnasamböndum og hópi ⅱ-ⅵ efnasamböndum (gallíum ál arsen, gallíum arsen fosfór osfrv.).

Samkvæmt framleiðslutækni þeirra er hægt að flokka hálfleiðara í samþætt hringrásartæki, staka tæki, ljósahálfleiðara, flutninga, hliðstæða, minni og aðra flokka. Almennt séð verður þeim skipt í litla flokka.

4. Eiginleikar hálfleiðara leysira

Fimm eiginleikar hálfleiðara: lyfjanotkun, hitanæmi, ljósnæmi, hitaeinkenni neikvæð viðnáms og eiginleikar afriðunar.

Í hálfleiðara sem myndar kristalbyggingu er hægt að stjórna rafleiðni með því að bæta tilbúnum við sérstökum óhreinindum. Við ástand ljóss og hitageislunar breytist leiðni þess augljóslega.

5. Starfsregla hálfleiðara leysira

Innri hálfleiðari: Hálfleiðari sem inniheldur engin óhreinindi og enga grindargalla er kallaður innri hálfleiðari. Við mjög lágt hitastig er gildissvið hálfleiðarans fullt band. Eftir varmaörvun mun hluti rafeinda í gildissviðinu fara yfir bannaða bandið og fara inn í tóma bandið með meiri orku. Leiðnibandið verður eftir nærveru rafeinda í tóma bandinu og skortur á rafeind í gildisbandinu myndar jákvætt hlaðið tómarúm, sem kallast gat.

Holuleiðni er ekki raunveruleg hreyfing, heldur sambærileg. Þegar rafeind leiðir rafmagn fara holur með jafnhleðslu í gagnstæða átt. Þeir mynda stefnuhreyfingu undir virkni ytra rafsviðs og mynda stórsæjan straum, sem kallast rafeindaleiðni og holuleiðni.

Þessi tegund blendingsleiðni vegna myndunar rafeindaholapöra er kölluð innri leiðni. Rafeindirnar í leiðslubandinu falla niður í holuna og rafeinda-hola parið hverfur, sem kallast endurröðun. Orkan sem losnar við endursamsetningu verður rafsegulgeislun (ljómun) eða varma titringsorka (hitun) grindarinnar. Við ákveðið hitastig er myndun og endursamsetning rafeindaholapöra til á sama tíma og nær kraftmiklu jafnvægi. Á þessum tíma hefur hálfleiðarinn ákveðinn burðarþéttleika og hefur því ákveðna viðnám. Þegar hitastigið hækkar myndast fleiri rafeindaholapör, burðarþéttleiki eykst og viðnám minnkar. Hreinir hálfleiðarar án grindargalla hafa mikla viðnám og fáar hagnýtar notkun.

Vinsamlegast farðu í hluta 2 fyrir frekari upplýsingar

Samskiptaupplýsingar:

Ef þú hefur einhverjar hugmyndir skaltu ekki hika við að tala við okkur. Sama hvar viðskiptavinir okkar eru og hverjar kröfur okkar eru, munum við fylgja því markmiði okkar að veita viðskiptavinum okkar hágæða, lágt verð og bestu þjónustuna.