ỨNG DỤNG CỦA CHẤT BÁN DẪN

     

các chất buôn bán dẫn bọn chúng là các thành phần thực hiện chức năng của dây dẫn hoặc chất biện pháp điện một phương pháp chọn lọc, tùy ở trong vào các điều kiện bên phía ngoài mà chúng nên chịu, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất, bức xạ và từ trường hoặc năng lượng điện trường.

Bạn đang xem: ứng dụng của chất bán dẫn

Trong bảng tuần hoàn tất cả 14 nguyên tố bán dẫn, trong các số ấy silicon, gecmani, selen, cadmium, nhôm, gali, boron, indi với carbon. Chất cung cấp dẫn là chất rắn kết tinh có độ dẫn năng lượng điện trung bình, bởi vì vậy chúng rất có thể được sử dụng theo cách kép như một chất dẫn điện cùng chất giải pháp điện.

*

Nếu chúng được sử dụng làm dây dẫn, trong những điều kiện nhất định có thể chấp nhận được lưu thông dòng điện, nhưng chỉ theo một hướng. Không tính ra, chúng không có độ dẫn cao như kim loại dẫn điện.

Chất buôn bán dẫn được sử dụng trong số ứng dụng năng lượng điện tử, nhất là sản xuất các linh phụ kiện như bóng buôn bán dẫn, điốt với mạch tích hợp. Chúng cũng rất được sử dụng làm phụ khiếu nại hoặc phụ kiện đến các cảm ứng quang học, chẳng hạn như laser tâm trạng rắn và một vài thiết bị năng lượng cho khối hệ thống truyền sở hữu điện..

Hiện tại, các loại yếu tố này đang rất được sử dụng cho giayphutyeuthuong.vnệc phát triển công nghệ trong các nghành giayphutyeuthuong.vnễn thông, khối hệ thống điều khiển và cách xử trí tín hiệu, cả trong những ứng dụng trong nước và công nghiệp.

Chỉ số

1 loại1.1 Chất buôn bán dẫn nội tại1.2 Chất bán dẫn bên ngoài2 Đặc điểm3 ứng dụng4 ví dụ5 tài liệu tìm hiểu thêm

Các loại

Có những loại vật liệu bán dẫn không giống nhau, tùy thuộc vào tạp hóa học mà chúng biểu đạt và làm phản ứng đồ gia dụng lý của chúng đối với các kích thích môi trường xung quanh khác nhau.

Chất bán dẫn nội tại

Là số đông nguyên tố có kết cấu phân tử được tạo ra thành xuất phát từ 1 loại nguyên tử duy nhất. Trong số các một số loại chất cung cấp dẫn nội trên này là silico với gecmani.

Cấu trúc phân tử của chất bán dẫn nội tại là tứ diện; nghĩa là, nó có link cộng hóa trị giữa bốn nguyên tử xung quanh, như được trình diễn trong hình dưới đây.

*

Mỗi nguyên tử của một chất bán dẫn nội tại gồm 4 electron hóa trị; nghĩa là, 4 electron quay quanh phần ngoài cùng của từng nguyên tử. Lần lượt, mỗi electron này chế tác thành link với những electron ngay lập tức kề.

Theo biện pháp này, từng nguyên tử có 8 electron trong lớp mặt phẳng nhất của nó, tạo ra thành một liên kết bền vững giữa các electron và những nguyên tử khiến cho mạng tinh thể.

Do thông số kỹ thuật này, những electron không di chuyển tiện lợi trong cấu trúc. Vày đó, trong đk tiêu chuẩn, chất chào bán dẫn nội tại chuyển động như một chất giải pháp điện.

Tuy nhiên, độ dẫn của chất phân phối dẫn nội tại tăng lên bất cứ khi nào nhiệt độ tăng, vì một vài electron hóa trị hấp thụ tích điện nhiệt và tách bóc khỏi liên kết.

Những electron này trở thành những electron thoải mái và, nếu chúng được giải quyết đúng chuẩn bởi sự biệt lập về năng lượng điện thế, chúng hoàn toàn có thể góp phần lưu lại thông loại điện trong mạng tinh thể.

Trong trường hợp này, những electron tự do thoải mái nhảy mang đến dải dẫn và đi đến cực dương của mối cung cấp tiềm năng (ví dụ như pin).

Sự chuyển động của các electron hóa trị tạo nên một khoảng không trong kết cấu phân tử, gửi thành hiệu ứng tương tự như như sẽ khởi tạo ra một điện tích dương vào hệ thống, vì chưng vậy chúng được xem là chất có điện tích dương.

Sau đó, một hiệu ứng nghịch đảo xảy ra, vì một số trong những electron hoàn toàn có thể rơi thoát khỏi dải dẫn cho đến khi lớp hóa trị giải phóng năng lượng trong vượt trình, cảm nhận tên tái hợp.

Chất buôn bán dẫn mặt ngoài

Chúng phù hợp bằng phương pháp bao gồm các tạp chất trong số dây dẫn nội tại; đó là, bằng cách kết hợp những yếu tố hóa trị tía hoặc ngũ giác.

Quá trình này được gọi là doping và nhằm mục đích mục đích tăng cường mức độ dẫn điện của đồ liệu, để nâng cao tính chất vật lý với điện của những vật liệu này.

Bằng cách thay thế sửa chữa một nguyên tử chào bán dẫn nội tại cho một nguyên tử của một nguyên tố khác, rất có thể thu được hai một số loại chất cung cấp dẫn nước ngoài lai, được trình bày chi tiết dưới đây.

Loại bán dẫn P

Trong trường hợp này, tạp chất là 1 trong nguyên tố bán dẫn hóa trị ba; nghĩa là, với cha (3) electron vào vỏ hóa trị của nó.

Các nhân tố xâm nhập trong cấu tạo được điện thoại tư vấn là các yếu tố doping. Lấy một ví dụ về các yếu tố này mang lại chất cung cấp dẫn loại p là boron (B), gallium (Ga) hoặc indium (In).

Không gồm electron hóa trị để tạo ra thành bốn liên kết cộng hóa trị của chất chào bán dẫn nội tại, chất bán dẫn loại p có một không gian trong links bị thiếu.

*

Điều này làm cho sự đi qua của những electron không thuộc mạng tinh thể thông qua lỗ với điện tích dương này.

Do điện tích dương của vết nứt của liên kết, nhiều loại dây dẫn này được gọi là chữ "P" và vì chưng đó, chúng được thừa nhận là chất nhận năng lượng điện tử.

Dòng năng lượng điện tử đi qua các khoảng trống của liên kết tạo ra một mẫu điện chạy trái chiều với mẫu điện có nguồn gốc từ các electron trường đoản cú do.

Xem thêm: Tuyển Tập Đề Thi Chuyên Hoá Vào 10 Môn Hóa Trường Chuyên, Đề Thi Vào Lớp 10 Môn Hóa Năm 2022

Chất buôn bán dẫn các loại N

Phần tử xâm nhập trong thông số kỹ thuật được gửi ra vị các thành phần ngũ giác; nghĩa là, đông đảo hạt bao gồm năm (5) electron trong dải hóa trị.

Trong trường đúng theo này, những tạp hóa học được tích phù hợp vào chất cung cấp dẫn nội tại là các nguyên tố như phốt pho (P), antimon (Sb) hoặc asen (As).

Các dopant tất cả thêm một electron hóa trị, do không tồn tại liên kết cùng hóa trị nhằm tham gia, sẽ auto di chuyển hẳn qua mạng tinh thể.

*

Ở đây, dòng điện lưu trải qua vật liệu nhờ giayphutyeuthuong.vnệc dư thừa của các electron tự do được cung ứng bởi dopant. Vày đó, chất buôn bán dẫn các loại N được xem là nhà tài trợ năng lượng điện tử.

Tính năng

*

Chất chào bán dẫn được đặc trưng bởi công dụng kép, tác dụng năng lượng, tính phong phú của những ứng dụng và chi phí thấp. Các điểm lưu ý nổi nhảy nhất của chất phân phối dẫn được trình bày chi tiết dưới đây.

- phản bội ứng của nó (chất dẫn hoặc chất biện pháp điện) tất cả thể biến hóa tùy theo độ nhạy cảm của phần tử với ánh sáng, điện trường cùng từ trường của môi trường.

- nếu chất buôn bán dẫn chịu nhiệt độ thấp, những electron sẽ được giữ lại cùng với nhau trong dải hóa trị và bởi vì đó, không tồn tại electron tự do thoải mái nào phạt sinh nhằm lưu thông chiếc điện. 

Ngược lại, ví như chất phân phối dẫn tiếp xúc với nhiệt độ cao, rung đụng nhiệt có thể tác động đến cường độ liên kết cộng hóa trị của các nguyên tử nguyên tố, nhằm lại các electron trường đoản cú do cho sự dẫn điện..

- Độ dẫn của chất chào bán dẫn đổi khác tùy theo tỷ lệ tạp hóa học hoặc các thành phần pha tạp bên phía trong chất bán dẫn nội tại.

Ví dụ, giả dụ 10 nguyên tử boron được bao hàm trong một triệu nguyên tử silicon, xác suất đó làm tăng mức độ dẫn của hợp chất một nghìn lần, so với độ dẫn của silicon nguyên chất..

- Độ dẫn của chất cung cấp dẫn biến đổi trong khoảng từ là một đến 10-6 S.cm-1, tùy nằm trong vào loại nguyên tố chất hóa học được sử dụng.

- các chất buôn bán dẫn hợp chất hoặc nước ngoài sinh rất có thể có các đặc điểm quang cùng điện thừa trội hơn đáng chú ý so cùng với các đặc điểm của chất buôn bán dẫn nội tại. Một lấy một ví dụ về khía cạnh này là gallium arsenide (GaAs), hầu hết được áp dụng trong tần số vô tuyến và các ứng dụng khác của quang năng lượng điện tử..

Ứng dụng

Chất chào bán dẫn được sử dụng rộng rãi làm nguyên vật liệu thô trong vấn đề lắp ráp các bộ phận điện tử là một phần của cuộc sống đời thường hàng ngày của chúng ta, ví dụ điển hình như những mạch tích hợp.

*

Một trong những yếu tố chính của mạch tích vừa lòng là bóng bán dẫn. Các thiết bị này thực hiện tính năng cung cấp cho tín hiệu cổng output (dao động, khuếch tán hoặc chỉnh lưu) theo tín hiệu nguồn vào cụ thể.

Ngoài ra, chất cung cấp dẫn cũng là vật tư chính của điốt được sử dụng trong những mạch điện tử để cho phép dòng điện trải qua chỉ theo một hướng.

*

Đối cùng với giayphutyeuthuong.vnệc thiết kế điốt, những khớp chào bán dẫn bên phía ngoài loại p. Và các loại N được hình thành. Bằng cách xen kẽ các phần tử mang và những nhà tài trợ năng lượng điện tử, một cơ chế thăng bằng giữa cả nhị vùng được kích hoạt..

Do đó, những electron và lỗ trống sinh sống cả hai khoanh vùng giao nhau và bổ sung cập nhật cho nhau khi yêu cầu thiết. Điều này xảy ra theo hai cách:

- Sự đưa điện tử từ vùng nhiều loại N quý phái vùng phường xảy ra. Vùng loại N thu được vùng tải đa số là dương.

- Một lỗ thông qua các lỗ có điện tử từ bỏ vùng loại p. đến vùng các loại N. được trình bày. Vùng loại phường thu được năng lượng điện âm công ty yếu.

Cuối cùng, một năng lượng điện trường được tạo thành gây ra sự lưu lại thông của chiếc điện chỉ theo một hướng; nghĩa là từ quần thể N mang đến khu P.

Ngoài ra, sử dụng phối kết hợp các chất chào bán dẫn phía bên trong và bên phía ngoài có thể tạo nên các thiết bị tiến hành các chức năng tương từ bỏ như ống chân không chứa trọng lượng của nó hàng nghìn lần.

Loại ứng dụng này áp dụng cho các mạch tích hợp, chẳng hạn như chip giayphutyeuthuong.vn xử lý bao trùm một lượng tích điện điện đáng kể.

Chất cung cấp dẫn có mặt trong những thiết bị năng lượng điện tử mà chúng ta sử dụng trong cuộc sống thường ngày hàng ngày, ví dụ điển hình như những thiết bị loại màu nâu như tigiayphutyeuthuong.vn, sản phẩm công nghệ phát giayphutyeuthuong.vndeo, vật dụng âm thanh; máy giayphutyeuthuong.vn tính và điện thoại di động.

Ví dụ

Chất bán dẫn được sử dụng phổ cập nhất trong lĩnh vực công nghiệp năng lượng điện tử là silicon (Si). Vật liệu này có mặt trong những thiết bị tạo nên các mạch tích phù hợp là 1 phần của thời nay qua ngày khác.

Hợp kim Germanium và silicon (SiGe) được sử dụng trong các mạch tích hợp vận tốc cao đến radar và bộ khuếch đại của các dụng chũm điện, chẳng hạn như guitar điện.

Xem thêm: Vẽ Tranh Vẽ An Toàn Giao Thông Lớp 7,8,9, Cách Vẽ Tranh An Toàn Giao Thông Đơn Giản

Một ví dụ khác về chất cung cấp dẫn là gallium arsenide (GaAs), được sử dụng thoáng rộng trong các bộ khuếch đại tín hiệu, cụ thể là những tín hiệu bao gồm mức tăng cao và độ ồn thấp.

Tài liệu tham khảo