Rozdiel medzi vnútorným a vonkajším polovodičom

Vnútorný vs Vonkajší polovodič

Je pozoruhodné, že moderná elektronika je založená na jednom type materiálu, polovodičoch. Polovodiče sú materiály, ktoré majú strednú vodivosť medzi vodičmi a izolátormi. Polovodičové materiály sa v elektronike používali ešte pred vynálezom polovodičovej diódy a tranzistora v 40. rokoch 20. storočia, ale potom polovodiče našli rozsiahle uplatnenie v oblasti elektroniky. V roku 1958, vynález integrovaného obvodu od Jacka Kilbyho z Texasových prístrojov, zvýšil použitie polovodičov v oblasti elektroniky na bezprecedentnú úroveň..

Polovodiče majú, samozrejme, svoju vodivosť v dôsledku bezplatných nosičov náboja. Takýto polovodič, materiál, ktorý prirodzene vykazuje polovodičové vlastnosti, je známy ako vnútorný polovodič. Pri vývoji pokrokových elektronických komponentov boli polovodiče vylepšené tak, aby pracovali s väčšou vodivosťou pridaním materiálov alebo prvkov, ktoré zvyšujú počet nosičov náboja v polovodičovom materiáli. Takýto polovodič je známy ako vonkajší polovodič.

Viac informácií o vnútorných polovodičoch

Vodivosť akéhokoľvek materiálu je spôsobená elektrónmi uvoľňovanými do vodivého pásu pomocou tepelného miešania. V prípade vnútorných polovodičov je počet uvoľnených elektrónov relatívne nižší ako v kovoch, ale väčší ako v izolátoroch. To umožňuje veľmi obmedzenú vodivosť prúdu cez materiál. Keď sa teplota materiálu zvýši, do vodivého pásma vstúpi viac elektrónov, a teda sa zvýši aj vodivosť polovodiča. V polovodiči sú dva typy nosičov náboja, elektróny uvoľňované do valenčného pásma a neobsadené orbitaly, obyčajne známe ako diery. Počet dier a elektrónov vo vnútornom polovodiči je rovnaký. Dierky aj elektróny prispievajú k aktuálnemu toku. Keď sa aplikuje potenciálny rozdiel, elektróny sa pohybujú smerom k vyššiemu potenciálu a diery sa pohybujú smerom k nižšiemu potenciálu.

Existuje veľa materiálov, ktoré pôsobia ako polovodiče, a niektoré sú prvky a niektoré sú zlúčeniny. Kremík a germánium sú prvky s polovodivými vlastnosťami, zatiaľ čo Gallium Arsenide je zlúčenina. Všeobecne prvky v skupine IV a zlúčeniny z prvkov skupín III a V, ako je arzenid bárnatý, fosforid hlinitý a nitrid gália, majú vlastné polovodičové vlastnosti..

Viac o vonkajších polovodičoch

Pridaním rôznych prvkov je možné vylepšiť vlastnosti polovodičov tak, aby viedli viac prúdu. Proces pridávania je známy ako dotovanie, zatiaľ čo pridávaný materiál je známy ako nečistoty. Nečistoty zvyšujú počet nosičov náboja v materiáli, čo umožňuje lepšiu vodivosť. Na základe dodaného nosiča sú nečistoty klasifikované ako príjemcovia a darcovia. Darcovia sú materiály, ktoré majú neviazané elektróny v mriežke a akceptory sú materiály, ktoré v mriežke zanechávajú diery. V prípade polovodičov skupiny IV pôsobia prvky III skupiny bór, hliník ako akceptory, zatiaľ čo prvky skupiny V fosfor a arzén pôsobia ako darcovia. V prípade polovodičov zo zlúčenín skupiny II-V pôsobia ako darcovia selén, telúr, zatiaľ čo akceptory pôsobia berýlium, zinok a kadmium.

Ak sa ako nečistota pridá viac atómov akceptora, počet otvorov sa zvýši a materiál má nadbytok nosičov pozitívneho náboja ako predtým. Polovodič dotovaný akceptorovou nečistotou sa preto nazýva polovodičový typ pozitívneho typu alebo P. Rovnakým spôsobom sa polovodič dotovaný donorskou nečistotou, ktorý zanecháva materiál v nadbytku elektrónov, nazýva polovodič negatívny alebo N-typ..

Polovodiče sa používajú na výrobu rôznych typov diód, tranzistorov a súvisiacich komponentov. Polovodiče používajú aj lasery, fotovoltaické články (solárne články) a fotodetektory.

Aký je rozdiel medzi vnútornými a vonkajšími polovodičmi?

• Polovodiče, ktoré nie sú dopované, sú známe ako vnútorné polovodiče, zatiaľ čo polovodičový materiál dopovaný nečistotami je známy ako vonkajší polovodič..

• Počet pozitívnych nosičov náboja (dier) a negatívnych nosičov náboja je rovnaký vo vnútorných polovodičoch, zatiaľ čo pridaním nečistôt sa mení počet nosičov náboja; teda nerovnaké vo vonkajších polovodičoch.

• Vnútorné polovodiče majú relatívne nižšiu vodivosť ako vonkajšie polovodiče.