Forskel mellem intrinsisk og ekstrinsic halvleder

Intrinsic vs Extrinsic Semiconductor

Det er bemærkelsesværdigt, at den moderne elektronik er baseret på en type materiale, halvledere. Halvledere er materialer, der har en mellemledende ledningsevne mellem ledere og isolatorer. Halvledermaterialer blev brugt i elektronik allerede før opfindelsen af ​​halvlederdiode og transistor i 1940'erne, men efter dette fandt halvlederne stor anvendelse inden for elektronikområdet. I 1958 hævede opfindelsen af ​​det integrerede kredsløb af Jack Kilby fra Texas instrumenter brugen af ​​halvledere inden for elektronikområdet til et hidtil uset niveau.

Naturligvis har halvledere deres egenskab af ledningsevne på grund af gratis ladningsbærere. En sådan halvleder, et materiale, der naturligt viser halvlederegenskaber, er kendt som en iboende halvleder. Til udvikling af avancerede elektroniske komponenter blev halvlederne forbedret til at udføre med større ledningsevne ved at tilføje materialer eller elementer, hvilket øger antallet af ladningsbærere i halvledermaterialet. En sådan halvleder er kendt som en ekstrinsic halvleder.

Mere om Intrinsic Semiconductors

Konduktivitet af ethvert materiale skyldes de elektroner, der frigøres til ledningsbåndet ved den termiske omrøring. I tilfælde af iboende halvledere er antallet af frigjorte elektroner relativt lavere end i metaller, men større end i isolatorerne. Dette tillader en meget begrænset ledningsevne af strøm gennem materialet. Når temperaturen på materialet øges, kommer flere elektroner ind i ledningsbåndet, og dermed øges også ledningsevnen af ​​halvlederen. Der er to typer ladningsbærere i en halvleder, elektronerne frigivet i valensbåndet og de ledige orbitaler, mere almindeligt kendt som hullerne. Antallet af huller og elektroner i en iboende halvleder er ens. Både huller og elektroner bidrager til den aktuelle strøm. Når der bruges en potentialforskel, bevæger elektroner sig mod det højere potentiale, og huller bevæger sig mod det lavere potentiale.

Der er mange materialer, der fungerer som halvledere, og nogle er elementer, og nogle er forbindelser. Silicium og Germanium er elementer med halvledende egenskaber, mens Gallium Arsenide er en forbindelse. Generelt viser elementer i gruppe IV og forbindelser fra elementerne i gruppe III og V, såsom galliumarsenid, aluminiumphosphid og galliumnitrid, iboende halvlederegenskaber.

Mere om ekstrinsiske halvledere

Ved at tilføje forskellige elementer kan halvlederegenskaberne forfines for at lede mere strøm. Tilsætningsprocessen er kendt som doping, mens det tilsatte materiale er kendt som urenheder. Urenheder øger antallet af ladningsbærere i materialet, hvilket giver bedre ledningsevne. Baseret på den leverede transportør klassificeres urenhederne som acceptorer og donorer. Donorer er materialer, der har ubundne elektroner inden i gitteret, og acceptorer er materialer, der efterlader huller i gitteret. For gruppe IV halvledere fungerer gruppe III-elementer Bor, Aluminium som acceptorer, mens gruppe V-elementer fosfor og arsen fungerer som donorer. For gruppe II-V sammensatte halvledere fungerer Selen, Tellurium som donorer, mens Beryllium, Zinc og Cadmium fungerer som acceptorer.

Hvis der tilføjes et antal acceptoratomer som urenhed, øges antallet af huller, og materialet har overskud af positive ladningsbærere end før. Derfor kaldes halvlederen doteret med acceptor urenhed en positiv type eller P-type halvleder. På samme måde kaldes en halvleder, der er doneret med donorens urenhed, og som efterlader materialet i overskud af elektroner, en negativ type eller N-Type halvleder..

Halvledere bruges til at fremstille forskellige typer dioder, transistorer og beslægtede komponenter. Lasere, fotovoltaiske celler (solceller) og fotodetektorer bruger også halvledere.

Hvad er forskellen mellem Intrinsic og Extrinsic Semiconductors?

• Halvledere, der ikke er doteret, er kendt som iboende halvledere, mens et halvledermateriale, der er doteret med urenheder, er kendt som en ekstensisk halvleder..

• Antal positive ladningsbærere (huller) og de negative ladningsbærere er ens i iboende halvledere, mens antallet af ladningsbærere ændres ved at tilføje urenheder; dermed ulige i ekstrinsiske halvledere.

• Intrinsiske halvledere har relativt lavere ledningsevne end de ekstrinsiske halvledere.