Apa itu Semikonduktor Intrinsik dan Semikonduktor Ekstrinsik?

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Properti listrik suatu material yang terletak di antara keduanya isolator sebaik sopir dikenal sebagai bahan semikonduktor. Contoh semikonduktor terbaik adalah Si dan Ge. Semikonduktor diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik (tipe-P dan tipe-N). Jenis intrinsik adalah jenis semikonduktor murni sedangkan jenis ekstensif mencakup pengotor untuk membuat konduktif. Pada suhu kamar, konduktivitas intrinsik akan menjadi nol sedangkan ekstrinsik akan menjadi sedikit konduktif. Artikel ini membahas tentang gambaran intrinsik semikonduktor dan semikonduktor ekstrinsik dengan diagram pita doping dan energi.

Apa itu Semikonduktor Intrinsik?

Hakiki semikonduktor Definisi adalah, semikonduktor yang sangat murni adalah tipe intrinsik. Pada konsep pita energi, konduktivitas semikonduktor ini akan menjadi nol pada suhu kamar yang ditunjukkan pada gambar berikut. Contoh semikonduktor intrinsik adalah Si & Ge.




Semikonduktor Intrinsik

Semikonduktor Intrinsik

Di atas pita energi diagram, pita konduksi kosong sedangkan pita valensi terisi penuh. Setelah suhu dinaikkan, sejumlah energi panas dapat disuplai ke suhu tersebut. Jadi elektron dari pita valensi disuplai menuju pita konduksi dengan meninggalkan pita valensi.



Pita Energi

Pita Energi

Aliran elektron saat mencapai dari valensi ke pita konduksi akan acak. Lubang yang terbentuk di dalam kristal juga bisa mengalir ke mana saja dengan bebas. Jadi, perilaku semikonduktor ini akan menunjukkan TCR negatif ( koefisien suhu resistansi ). TCR berarti, ketika suhu meningkat, resistivitas material akan menurun & konduktivitas akan meningkat.

Diagram Pita Energi

Diagram Pita Energi

Apa itu Semikonduktor Ekstrinsik?

Untuk membuat semikonduktor seperti konduktif, kemudian ditambahkan beberapa pengotor yang disebut semikonduktor ekstrinsik. Pada suhu kamar, semikonduktor jenis ini akan menghantarkan arus kecil namun tidak membantu dalam pembuatannya perangkat elektronik . Oleh karena itu, untuk membuat semikonduktor konduktif, sejumlah kecil pengotor yang sesuai dapat ditambahkan ke bahan melalui proses doping.

Semikonduktor Ekstrinsik

Semikonduktor Ekstrinsik

Doping

Proses penambahan pengotor ke semikonduktor dikenal sebagai doping. Jumlah pengotor yang ditambahkan ke material harus dikontrol dalam persiapan semikonduktor ekstrinsik. Secara umum, satu atom pengotor dapat ditambahkan ke 108 atom semikonduktor.


Dengan menambahkan ketidakmurnian, no. lubang atau elektron dapat ditingkatkan untuk membuatnya konduktif. Misalnya, jika pengotor Pentavalen mencakup 5 elektron valensi yang ditambahkan ke semikonduktor murni maka tidak. elektron akan ada. Berdasarkan jenis pengotor yang ditambahkan, semikonduktor ekstrinsik dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis seperti semikonduktor tipe-N & semikonduktor tipe-P.

Konsentrasi Pembawa dalam Semikonduktor Intrinsik

Dalam semikonduktor jenis ini, setelah elektron valensi merusak ikatan kovalen & pindah ke pita konduksi maka dua jenis pembawa muatan akan dihasilkan seperti lubang & elektron bebas.
Tidak. elektron untuk setiap satuan volume dalam pita konduksi, sebaliknya tidak ada. lubang untuk setiap satuan volume dalam pita valensi dikenal sebagai konsentrasi pembawa dalam semikonduktor intrinsik. Demikian pula, konsentrasi pembawa elektron dapat didefinisikan sebagai tidak. elektron untuk setiap satuan volume dalam pita konduksi sedangkan no. lubang untuk setiap satuan volume dalam pita valensi dikenal sebagai konsentrasi pembawa lubang.

Dalam tipe intrinsik, elektron yang dihasilkan di dalam pita konduksi bisa ekivalen dengan no. lubang yang dihasilkan di dalam pita valensi. Oleh karena itu konsentrasi pembawa elektron setara dengan konsentrasi pembawa lubang. Jadi bisa diberikan sebagai

ni = n = p

Di mana 'n' adalah konsentrasi pembawa elektron, 'P' adalah konsentrasi pembawa lubang & 'ni' adalah konsentrasi pembawa intrinsik

Dalam pita valensi, konsentrasi lubang dapat dituliskan sebagai

P = Nv e - (E.F-AKU SV.)/UNTUKBT

Pada pita konduksi, konsentrasi elektron dapat dituliskan sebagai

N = P = Nc e - (E.C-AKU SF)/UNTUKBT

Dalam persamaan di atas, 'KB' adalah konstanta Boltzmann

'T' adalah suhu total semikonduktor tipe intrinsik

'Nc' adalah kerapatan keadaan yang efisien dalam pita konduksi.

'Nv' adalah densitas keadaan yang efisien dalam pita valensi.

Konduktivitas Semikonduktor Intrinsik

Perilaku semikonduktor ini seperti isolator sempurna pada suhu nol derajat. Karena pada suhu ini, pita konduksi kosong, pita valensi penuh dan untuk konduksi, tidak ada pembawa muatan. Namun, pada suhu kamar, energi panas cukup untuk membuat penolakan yang sangat besar. pasangan lubang elektron. Setiap kali medan listrik diterapkan pada semikonduktor, maka aliran elektron akan ada karena pergerakan elektron dalam satu arah & lubang dalam arah sebaliknya

Untuk logam, rapat arus adalah J = nqEµ

Kepadatan arus dalam semikonduktor murni karena aliran lubang & elektron dapat diberikan sebagai

Jn = nqEµn

Jp = pqEµp

Dalam persamaan di atas, 'n' adalah konsentrasi elektron dan 'q' adalah muatan pada lubang / elektron, 'p' adalah konsentrasi lubang, 'E' adalah medan listrik yang diterapkan, 'µ'n adalah mobilitas elektron dan ‘µ’p adalah mobilitas lubang.

Kepadatan seluruh arus adalah

J = Jn + Jp

= nqEµn+ pqEµp

Saya =qE (nµn+ pµp)

Dimana J = σE, maka persamaannya akan menjadi

σE ==qE (nµn+ pµp)

σ = q (nµn+ pµp)

Di sini 'σ' adalah konduktivitas semikonduktor

Tidak. elektron sama dengan no. lubang di semikonduktor murni jadi n = p = ni

'Ni' adalah konsentrasi pembawa materi intrinsik, jadi

J =q (niµn+ niµp)

Konduktivitas semikonduktor murni akan

σ=q (niµn+ niµp)

σ=qni (µn+ µp)

Jadi konduktivitas semikonduktor murni terutama bergantung pada semikonduktor intrinsik & elektron & mobilitas lubang.

FAQ

1). Apa itu semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik?

Jenis semikonduktor murni adalah jenis intrinsik sedangkan ekstrinsik adalah, semikonduktor di mana pengotor dapat ditambahkan untuk membuatnya konduktif.

2). Apa contoh tipe intrinsik?

Mereka adalah Silicon & germanium

3). Apa jenis semikonduktor ekstrinsik?

Mereka adalah semikonduktor tipe-P dan tipe-N

4) Mengapa semikonduktor ekstrinsik digunakan dalam manufaktur elektronik?

Karena konduktivitas listrik tipe ekstrinsik lebih tinggi dibandingkan dengan intrinsik. Jadi ini berlaku dalam mendesain transistor, dioda, dll.

5). Berapakah konduktivitas intrinsik?

Dalam semikonduktor, pengotor & cacat struktural memiliki konsentrasi yang sangat rendah yang dikenal dengan konduktivitas intrinsik.

Jadi, ini semua tentang file gambaran umum tentang Semikonduktor Intrinsik dan Semikonduktor Ekstrinsik dan diagram pita energi dengan doping. Ini pertanyaan untuk Anda, berapakah suhu intrinsik?