Razlika između vanjskog i vanjskog poluvodiča

Intrinsic vs vanjski poluvodič

Značajno je da se suvremena elektronika temelji na jednoj vrsti materijala, poluvodičima. Poluvodiči su materijali koji imaju srednju vodljivost između vodiča i izolatora. Poluvodički materijali korišteni su u elektronici još prije izuma poluvodičkih dioda i tranzistora 1940-ih, ali nakon toga su poluvodiči pronašli veliku primjenu u području elektronike. 1958. izum integriranog kruga od strane Jack Kilbyja iz teksaških instrumenata podigao je uporabu poluvodiča u polju elektronike na neviđenu razinu.

Prirodno poluvodiči imaju svojstvo vodljivosti zbog nosača slobodnih naboja. Takav poluvodič, materijal koji prirodno pokazuje svojstva poluvodiča, poznat je kao svojstven poluvodič. Za razvoj naprednih elektroničkih komponenti, poluvodiči su poboljšani kako bi se postigli s većom vodljivošću dodavanjem materijala ili elemenata koji povećavaju broj nosača naboja u poluvodičkom materijalu. Takav je poluvodič poznat kao vanjski poluvodič.

Više o unutarnjim poluvodičima

Vodljivost bilo kojeg materijala nastaje zbog elektrona koji se toplinskim miješanjem oslobađaju u provodnom pojasu. U slučaju svojstvenih poluvodiča, broj oslobođenih elektrona relativno je manji nego kod metala, ali veći nego u izolatorima. To omogućava vrlo ograničenu vodljivost struje kroz materijal. Kada se temperatura materijala poveća, više elektrona ulazi u kondukcijski pojas, a time i vodljivost poluvodiča također raste. Postoje dvije vrste nosača naboja u poluvodiču, elektroni koji se ispuštaju u valentni pojas i prazne orbitale, poznatije kao rupe. Broj rupa i elektrona u unutarnjem poluvodiču su jednaki. I rupe i elektroni doprinose strujanju struje. Kada se primijeni razlika potencijala, elektroni se kreću prema većem potencijalu, a rupe se kreću prema nižem potencijalu.

Mnogo je materijala koji djeluju kao poluvodiči, a neki su elementi, a neki su spojevi. Silicij i germanij su elementi poluvodičkih svojstava, dok je galijev arsenid spoj. Elementi skupine IV i spojevi iz skupine III i V općenito, kao što su galijev arsenid, aluminijev fosfid i galijev nitrid pokazuju svojstvena svojstva poluvodiča.

Više o vanjskim poluvodičima

Dodavanjem različitih elemenata, svojstva poluvodiča mogu se poboljšati za provođenje više struje. Postupak dodavanja poznat je kao doping dok je dodani materijal poznat kao nečistoća. Nečistoće povećavaju broj nosača naboja unutar materijala, omogućujući bolju vodljivost. Na temelju isporučenog nosača, nečistoće su klasificirane kao akceptori i donatori. Donatori su materijali koji imaju nevezane elektrone unutar rešetke, a akceptori su materijali koji ostavljaju rupe u rešetki. Za poluvodiče grupe IV, elementi III skupine bor, aluminij djeluju kao akceptori, dok elementi grupe V fosfor i arsen djeluju kao donatori. Za složene poluvodiče grupe II-V, selen, telur djeluju kao donatori, dok Berilij, cink i kadmij djeluju kao akceptori.

Ako se kao nečistoća doda određeni broj akceptorskih atoma, broj rupa se povećava i materijal ima višak nosača pozitivnog naboja nego prije. Stoga se poluvodič dopiran akceptorskom nečistoćom naziva poluprovodnik pozitivnog ili P-tipa. Na isti način se poluvodič dopiran nečistoćom donora, koji ostavljaju materijal u višku elektrona, naziva se negativnim tipom ili N-tip poluvodiča..

Poluvodiči se koriste za proizvodnju različitih vrsta dioda, tranzistora i srodnih komponenata. Laseri, fotonaponske ćelije (solarne ćelije) i foto detektori također koriste poluvodiče.

Koja je razlika između unutarnjih i vanjskih poluvodiča?

• Poluprovodiči koji nisu dopirani poznati su kao svojstveni poluvodiči, dok je polutovodički materijal dopiran nečistoćama poznat kao vanjski poluvodič.

• Broj nosača pozitivnih naboja (rupa) i nosača negativnog naboja jednaki su u vlastitim poluvodičima, dok se dodavanjem nečistoća mijenja broj nosača naboja; stoga su nejednake u vanjskim poluvodičima.

• Unutarnji poluvodiči imaju relativno nižu vodljivost od vanjskih poluvodiča.