Разлика между вътрешен и външен полупроводник

Вътрешен срещу външен полупроводник

Забележително е, че съвременната електроника се основава на един вид материал, полупроводници. Полупроводниците са материали, които имат междинна проводимост между проводници и изолатори. Полупроводниковите материали са използвани в електрониката още преди изобретяването на полупроводникови диоди и транзистори през 40-те години, но след това полупроводниците намират широко приложение в областта на електрониката. През 1958 г. изобретяването на интегралната схема от Джак Килби от инструментите в Тексас повишава използването на полупроводници в областта на електрониката до безпрецедентно ниво.

Естествено полупроводниците имат свойството си на проводимост поради носители на безплатни зареждания. Такъв полупроводник, материал, който естествено показва полупроводникови свойства, е известен като вътрешен полупроводник. За разработването на усъвършенствани електронни компоненти, полупроводниците бяха подобрени да изпълняват по-голяма проводимост чрез добавяне на материали или елементи, които увеличават броя на носителите на заряд в полупроводниковия материал. Такъв полупроводник е известен като външен полупроводник.

Повече за вътрешните полупроводници

Проводимостта на всеки материал се дължи на електроните, освободени в лентата на проводимост при термично разбъркване. В случая на вътрешни полупроводници броят на освободените електрони е относително по-малък, отколкото в металите, но по-голям, отколкото в изолаторите. Това позволява много ограничена проводимост на тока през материала. Когато температурата на материала се повиши, повече електрони навлизат в лентата на проводимост и следователно проводимостта на полупроводника също се увеличава. Има два вида носители на заряд в полупроводник, електроните, освободени във валентната зона и вакантните орбитали, по-известни като дупките. Броят на дупките и електроните във вътрешния полупроводник са равни. И дупките, и електроните допринасят за текущия поток. Когато се приложи разлика в потенциала, електроните се придвижват към по-високия потенциал, а дупките се придвижват към долния потенциал.

Има много материали, които действат като полупроводници, а някои са елементи, а някои са съединения. Силиций и германий са елементи с полупроводникови свойства, докато Галиевият арсенид е съединение. Обикновено елементите от IV група и съединенията от елементите от групи III и V, като Галиев арсенид, Алуминиев фосфид и Галиев Нитрид показват присъщи полупроводникови свойства.

Повече за външните полупроводници

Чрез добавяне на различни елементи, полупроводниковите свойства могат да бъдат прецизирани, за да провеждат по-ток. Процесът на добавяне е известен като допинг, докато добавеният материал е известен като примеси. Примесите увеличават броя на носителите на заряда в материала, което позволява по-добра проводимост. Въз основа на доставения носител примесите се класифицират като акцептори и донори. Донорите са материали, които имат несвързани електрони в решетката, а акцепторите са материали, които оставят дупки в решетката. За полупроводници от група IV, елементите от група III Бор, Алуминият действат като акцептори, докато елементи от група V Фосфор и арсен действат като донори. За съединения полупроводници от група II-V селенът, телурът действат като донори, докато берилий, цинк и кадмий действат като акцептори.

Ако като примес се добавят редица акцепторни атоми, броят на дупките се увеличава и материалът има излишък от носители на положителни заряди от преди. Следователно полупроводникът, легиран с акцепторен примес, се нарича полупроводник с положителен тип или Р-тип. По същия начин полупроводник, легиран с донорни примеси, които оставят материала в излишък от електрони, се нарича отрицателен тип или полупроводник от N-тип.

Полупроводниците се използват за производство на различни видове диоди, транзистори и свързани компоненти. Лазерите, фотоволтаичните клетки (слънчеви клетки) и фотодетекторите също използват полупроводници.

Каква е разликата между вътрешни и външни полупроводници?

• Полупроводниците, които не са легирани, са известни като вътрешни полупроводници, докато полупроводниковият материал, легиран с примеси, е известен като външен полупроводник..

• Брой носители на положителни заряди (дупки) и носители на отрицателен заряд са равни във вътрешни полупроводници, докато чрез добавяне на примеси се променя броят на носителите на заряд; следователно неравномерно в външни полупроводници.

• Вътрешните полупроводници имат относително по-ниска проводимост в сравнение с външните полупроводници.