Gjysmëpërçues i brendshëm vs gjysmëpërçues i jashtëm
Është e jashtëzakonshme që elektronika moderne bazohet në një lloj materiali, gjysmëpërçuesit. Gjysmëpërçuesit janë materiale që kanë një përçueshmëri të ndërmjetme midis përçuesve dhe izolatorëve. Materialet gjysmëpërçuese u përdorën në elektronikë edhe para shpikjes së diodës dhe tranzistorit gjysmëpërçues në vitet 1940, por pas kësaj gjysmëpërçuesit gjetën aplikim të gjerë në fushën e elektronikës. Në vitin 1958, shpikja e qarkut të integruar nga Jack Kilby i instrumenteve të Teksasit e ngriti përdorimin e gjysmëpërçuesve në fushën e elektronikës në një nivel të paparë.
Natyrshëm gjysmëpërçuesit kanë vetinë e tyre të përçueshmërisë për shkak të transportuesve pa pagesë. Një gjysmëpërçues i tillë, një material që tregon natyrshëm vetitë gjysmëpërçuese, njihet si gjysmëpërçues i brendshëm. Për zhvillimin e komponentëve elektronikë të avancuar, gjysmëpërçuesit u përmirësuan për të performuar me përçueshmëri më të madhe duke shtuar materiale ose elementë, të cilët rrisin numrin e bartësve të ngarkesës në materialin gjysmëpërçues. Një gjysmëpërçues i tillë njihet si gjysmëpërçues i jashtëm.
Më shumë rreth gjysmëpërçuesve të brendshëm
Përçueshmëria e çdo materiali është për shkak të elektroneve të lëshuara në brezin e përcjelljes nga trazimi termik. Në rastin e gjysmëpërçuesve të brendshëm, numri i elektroneve të lëshuara është relativisht më i ulët se në metale, por më i madh se në izoluesit. Kjo lejon një përçueshmëri shumë të kufizuar të rrymës përmes materialit. Kur temperatura e materialit rritet, më shumë elektrone hyjnë në brezin e përçueshmërisë, dhe për rrjedhojë rritet edhe përçueshmëria e gjysmëpërçuesit. Ekzistojnë dy lloje të bartësve të ngarkesës në një gjysmëpërçues, elektronet e lëshuara në brezin e valencës dhe orbitalet vakante, të njohura më shpesh si vrima. Numri i vrimave dhe elektroneve në një gjysmëpërçues të brendshëm është i barabartë. Të dy vrimat dhe elektronet kontribuojnë në rrjedhën e rrymës. Kur aplikohet një diferencë potenciale, elektronet lëvizin drejt potencialit më të lartë dhe vrimat lëvizin drejt potencialit më të ulët.
Ka shumë materiale që veprojnë si gjysmëpërçues, dhe disa janë elementë dhe disa janë komponime. Silikoni dhe gjermaniumi janë elementë me veti gjysmëpërçuese, ndërsa Arsenidi i Galiumit është një përbërje. Në përgjithësi, elementët në grupin IV dhe komponimet nga elementët e grupeve III dhe V, si arsenid i galiumit, fosfidi i aluminit dhe nitridi i galiumit tregojnë veti të brendshme gjysmëpërçuese.
Më shumë rreth gjysmëpërçuesve të jashtëm
Duke shtuar elementë të ndryshëm, vetitë gjysmëpërçuese mund të rafinohen për të përcjellë më shumë rrymë. Procesi i shtimit njihet si doping ndërsa, materiali i shtuar njihet si papastërti. Papastërtitë rrisin numrin e bartësve të ngarkesës brenda materialit, duke lejuar përçueshmëri më të mirë. Në bazë të transportuesit të furnizuar, papastërtitë klasifikohen si pranues dhe dhurues. Dhuruesit janë materiale që kanë elektrone të palidhura brenda rrjetës, dhe pranuesit janë materiale që lënë vrima në rrjetë. Për gjysmëpërçuesit e grupit IV, elementët e grupit III Bori, Alumini veprojnë si pranues, ndërsa elementët e grupit V Fosfori dhe arseniku veprojnë si dhurues. Për gjysmëpërçuesit e përbërë të grupit II-V, Seleni, Telluriumi veprojnë si dhurues, ndërsa beriliumi, zinku dhe kadmiumi veprojnë si pranues.
Nëse një numër atomesh pranues shtohen si papastërti, numri i vrimave rritet dhe materiali ka një tepricë të bartësve të ngarkesës pozitive se më parë. Prandaj, gjysmëpërçuesi i ndotur me papastërti të pranuesit quhet gjysmëpërçues i tipit pozitiv ose i tipit P. Në të njëjtën mënyrë, një gjysmëpërçues i mbushur me papastërti të dhuruesit, i cili e lë materialin me tepër elektrone, quhet gjysmëpërçues i tipit negativ ose i tipit N.
Gjysmëpërçuesit përdoren për prodhimin e llojeve të ndryshme të diodave, transistorëve dhe komponentëve të lidhur. Lazerët, qelizat fotovoltaike (qelizat solare) dhe detektorët foto përdorin gjithashtu gjysmëpërçues.
Cili është ndryshimi midis gjysmëpërçuesve të brendshëm dhe të jashtëm?
