間にある材料の電気的特性 インシュレータ と同様 運転者 半導体材料として知られています。半導体の最良の例はSiとGeです。半導体は、真性半導体と外因性半導体の2種類（P型とN型）に分類されます。固有のタイプは純粋な種類の半導体ですが、広範なタイプには導電性にするための不純物が含まれています。室温では、内因性の導電率はゼロになりますが、外因性はほとんど導電性になりません。この記事では、内在的価値の概要について説明します 半導体 ドーピングとエネルギーバンド図を備えた外因性半導体。
真性半導体とは何ですか？
本質的 半導体 定義は、非常に純粋な半導体は固有のタイプです。エネルギーバンドの概念では、この半導体の導電率は、次の図に示すように、室温でゼロになります。真性半導体の例はSiとGeです。
真性半導体
上記で エネルギーバンド 図では、伝導帯は空ですが、価電子帯は完全に満たされています。温度が上昇すると、ある程度の熱エネルギーを供給することができます。したがって、価電子帯からの電子は、価電子帯を離れることによって伝導帯に向かって供給されます。
エネルギーバンド
価電子帯から伝導帯に到達する間の電子の流れはランダムになります。結晶内に形成された穴は、どこにでも自由に流れることができます。したがって、この半導体の動作は負のTCRを示します（ 抵抗の温度係数 ）。 TCRは、温度が上昇すると、材料の抵抗率が低下し、導電率が上昇することを意味します。
エネルギーバンド図
不純物半導体とは何ですか？
導電性のような半導体を作るために、外因性半導体と呼ばれるいくつかの不純物が追加されます。室温では、この種の半導体は小さな電流を流しますが、さまざまなものを作るのに役立ちません 電子デバイス 。したがって、半導体を導電性にするために、ドーピングプロセスを通じて少量の適切な不純物を材料に加えることができます。
外因性半導体
ドーピング
半導体に不純物を加えるプロセスは、ドーピングとして知られています。材料に添加される不純物の量は、外因性半導体の準備で制御する必要があります。一般に、半導体の108個の原子に1個の不純物原子を加えることができます。
不純物を加えることにより、いいえ。正孔または電子の数を増やして導電性にすることができます。たとえば、5価の不純物に、純粋な半導体に追加される5つの価電子が含まれている場合は、電子のが存在します。添加される不純物の種類により、不純物半導体はN型半導体とP型半導体の2種類に分類できます。
真性半導体のキャリア濃度
このタイプの半導体では、価電子が共有結合を損傷して伝導帯に移動すると、正孔と自由電子のように2種類の電荷キャリアが生成されます。
いいえ。伝導帯内の各単位体積の電子の数。価電子帯内の各単位体積の正孔の数は、真性半導体のキャリア濃度として知られています。同様に、電子キャリア濃度は、伝導帯内の各単位体積の電子の数。価電子帯内の各単位体積に対する正孔の数は、正孔キャリア濃度として知られています。
真性型では、伝導帯内で生成される電子は、価電子帯内に生成される正孔の数。したがって、電子キャリアの濃度は正孔キャリアの濃度と同等です。だからそれはとして与えることができます
ni = n = p
ここで、「n」は電子キャリアの濃度、「P」は正孔のキャリアの濃度、「ni」は固有のキャリアの濃度です。
価電子帯では、正孔の濃度は次のように書くことができます。
P = Nv e-（EF-ISV）/にBT
伝導帯では、電子の濃度は次のように書くことができます。
N = P = Nc e-（EC-ISF）/にBT
上記の式で、「KB」はボルツマン定数です。
「T」は真性型半導体の全温度です
「nc」は、伝導帯内の効率的な状態密度です。
「nv」は、価電子帯内の効率的な状態密度です。
真性半導体の導電率
この半導体の動作は、0度の温度での完全な絶縁体のようなものです。この温度では、伝導帯が空で、価電子帯がいっぱいであり、伝導のために電荷キャリアがないためです。しかし、室温では、熱エネルギーは大きな問題を引き起こすのに十分である可能性があります。電子正孔対の。半導体に電界が印加されると、電子が一方向に移動し、正孔が逆方向に移動するため、電子が流れます。
金属の場合、電流密度は次のようになります。 J = nqEµ
正孔と電子の流れによる純粋な半導体内の電流密度は、次のように与えることができます。
Jn = nqEµn
Jp = pqEµp
上記の式で、「n」は電子の濃度、「q」は正孔/電子の電荷、「p」は正孔の濃度、「E」は印加電界、「µ」nは 電子移動度 「µ」pは穴の移動度です。
全電流の密度は
J = Jn + Jp
= nqEµn+ pqEµp
I =qE（nµn+ pµp）
J =σEの場合、方程式は次のようになります。
σE==qE（nµn+ pµp）
σ= q（nµn+ pµp）
ここで「σ」は半導体の導電率です
いいえ。電子の数は数に等しい。純粋な半導体の正孔の数n = p = ni
「ni」は固有材料のキャリア濃度であるため、
J =q（niµn+ niµp）
純粋な半導体の導電率は
σ=q（niµn+ niµp）
σ=qni（µn+ µp）
したがって、純粋な半導体の導電率は、主に真性半導体と電子と正孔の移動度に依存します。
よくある質問
1）。内因性および外因性半導体とは何ですか？
純粋なタイプの半導体は内因性のタイプですが、外因性のタイプは不純物を加えて導電性にすることができる半導体です。
2）。固有型の例は何ですか？
シリコンとゲルマニウムです
3）。外因性半導体の種類は何ですか？
それらはP型とN型の半導体です
4）。なぜ外因性半導体が電子機器製造に使用されるのですか？
外因性タイプの導電率は内因性に比べて高いためです。したがって、これらはトランジスタやダイオードなどの設計に適用できます。
5）。固有の導電率はどれくらいですか？
半導体では、不純物と構造欠陥の濃度が非常に低く、固有の導電率として知られています。
したがって、これはすべてについてです 真性半導体の概要 およびドーピングを伴う外因性半導体およびエネルギーバンド図。ここにあなたへの質問があります、内在的温度は何ですか？
