1930 年代の実験では、特定の固体半導体とその接合が、電荷キャリアの数を制御し、それらを通過する電荷キャリアの流れの方向を制御する能力を持っているという結論に至りました。これにより、最新の固体半導体エレクトロニクスが開発されました。半導体は、今日の重要な電子デバイスの最も重要なコンポーネントの 1 つです。
半導体
半導体は、導体と絶縁体の間の電気に敏感な材料です。したがって、半導体は導電率が制限された非金属です。純粋な半導体では、シリコンやゲルマニウムなどの一部の非金属は優れた半導体です。半導体にいくつかの不純物を加えることによって、ドーピングと呼ばれるプロセスによって半導体の導電率を変えることができます。ほとんどすべての電気および電子機器は、半導体を使用して内部の電気の流れを制御しています。
半導体の定義
半導体は、抵抗率が導体と絶縁体の間の物質です。材料が半導体であるかどうかを決定する特性は、抵抗率の特性だけではありません。半導体デバイスは、エレクトロニクスの分野で広く使用されています。トランジスタはかさばる真空管に取って代わり、デバイスのサイズとコストを削減しました。この革命はさらにそのペースを加速させ、統合電子機器などの新しい発明につながりました。
半導体の伝導
電子について少し知識があれば、最外殻には原子核に緩やかに結合した (結合した) 価電子があることがわかります。このような価電子を持つ原子は、他の原子に近づくと、両方の原子の価電子が結合して電子対を形成します。この結合はそれほど強くないため、共有結合です。
半導体の性質
半導体には多くの特性があり、その一部をここに示します。
<オール>半導体の種類
ここに示されている半導体には 2 種類あります。
<オール>真性半導体
非常に純粋な形の半導体は、真性半導体として知られています。
真性半導体では、電子正孔対は室温で形成されます。真性半導体では、材料間に電圧が印加されると、自由電子と正孔により材料に電流が流れます。
自由電子は、熱または熱エネルギーによる共有結合の切断から生成されます。同時に、共有結合バンドに穴が作成されます。したがって、半導体を流れる総電流は、電子と正孔によって生成される電流の合計になります。
外部半導体
真性半導体は伝導性が低いか、室温では伝導性が低くなります。導電性を高めるために半導体材料に不純物が添加されます。このタイプの半導体には、外因性半導体と呼ばれる不純物が含まれています。
半導体の導電性を高めるために半導体に不純物を追加するプロセスは、ドーピングとして知られています。ドーピングの主な目的は、半導体結晶内の電子または正孔の数を増やすことです。添加する不純物によって、p型半導体かn型半導体かが決まります。
P – 型半導体
少量の三価不純物が純粋な半導体に追加されると、その半導体は P 型外因性半導体として知られています。添加された不純物は、3 に等しい価電子を持っています。
N – 型半導体
純粋な半導体に少量の五価不純物が添加された場合、その半導体は N – 型外因性半導体と呼ばれます。添加された不純物の価電子数は 5 です。
主に使用される半導体
多くの半導体が利用可能ですが、一部はエレクトロニクスで実用化されています。シリコン (Se) とゲルマニウム (Ge) は広く使用されている半導体です。これらの半導体は、これら 2 つの材料が価電子帯から電子を放出するのに必要なエネルギーが低すぎるため、広く使用されています。伝導帯から電子を解放するには、シリコンには 1.1 eV、ゲルマニウムには 0.7 eV が必要です。シリコンとゲルマニウムは、半導体の基本的な例です。
結論
半導体は、導電体と絶縁体の間の抵抗率を持つ物質です。
材料が半導体であることを決定する特性は、抵抗率特性だけではありません。
半導体の抵抗率は、絶縁体よりも大きく、導体よりも小さいです。
ここに示されている半導体には 2 種類あります。
<オール>非常に純粋な形の半導体は、真性半導体として知られています。
真性半導体は伝導性が低いか、室温で伝導性が低くなります。導電性を高めるために半導体材料に不純物が添加されます。このタイプの半導体には、外因性半導体と呼ばれる不純物が含まれています。
純粋な半導体に少量の 3 価の不純物が加えられた場合、その半導体は P 型外因性半導体として知られています。
純粋な半導体に少量の五価不純物が添加された場合、その半導体は N 型外因性半導体として知られています。
シリコン (Se) とゲルマニウム (Ge) は広く使用されている半導体です。
