반도체의 종류, 응용 및 예

그 반도체 이들은 온도, 압력, 복사 및 자장 또는 전기장과 같이 외부 조건에 따라 도체 또는 절연체의 기능을 선택적으로 수행하는 요소입니다.

주기율표에는 실리콘, 게르마늄, 셀레늄, 카드뮴, 알루미늄, 갈륨, 붕소, 인듐 및 탄소를 포함하는 14 개의 반도체 소자가 존재한다. 반도체는 중간 정도의 전기 전도도를 갖는 결정 성 고체이므로 도체 및 절연체로 이중 방식으로 사용할 수 있습니다.

그것들이 도체로 사용된다면, 어떤 조건 하에서는 전류의 흐름이 허용되지만 한 방향으로 만 흐를 수 있습니다. 또한, 도전성 금속의 도전성만큼 높은 도전성을 갖지 않는다.

반도체는 전자 응용 분야, 특히 트랜지스터, 다이오드 및 집적 회로와 같은 부품 제조에 사용됩니다. 또한 고체 레이저와 같은 광학 센서 및 전력 전송 시스템 용 전원 장치의 액세서리 또는 액세서리로도 사용됩니다..

현재이 유형의 요소는 국내 및 산업 응용 분야에서 통신, 제어 시스템 및 신호 처리 분야의 기술 개발에 사용되고 있습니다.

색인

• 1 가지 유형
  • 1.1 진성 반도체
  • 1.2 외부 비 휘발성 반도체
• 2 특성
• 3 신청
• 4 예
• 5 참고

유형

반도체 물질의 종류는 존재하는 불순물과 다른 환경 적 자극에 대한 물리적 반응에 따라 다릅니다..

진성 반도체

분자 구조가 원자의 단일 유형으로 구성되는 요소입니까? 이러한 유형의 진성 반도체는 실리콘 및 게르마늄.

진성 반도체의 분자 구조는 사면체이다. 즉, 아래 이미지에서 볼 수 있듯이 4 개의 주변 원자 사이에 공유 결합이 있습니다..

진성 반도체의 각 원자는 4 개의 원자가 전자를 가지고있다. 즉, 각 원자의 최 외층에서 궤도를 도는 4 개의 전자. 차례로, 이들 각각의 전자는 인접한 전자와 결합을 형성한다.

이런 방식으로, 각 원자는 가장 얕은 층에 8 개의 전자를 가지며, 이것은 전자와 결정 격자를 구성하는 원자 사이의 견고한 결합을 형성한다..

이 구성 때문에 전자는 구조 내에서 쉽게 움직이지 않습니다. 따라서, 표준 조건 하에서, 진성 반도체는 절연체로서 행동한다.

그러나, 일부 원자가 전자가 열 에너지를 흡수하고 결합으로부터 분리되기 때문에, 온도가 증가 할 때마다 진성 반도체의 전도도가 상승한다.

이러한 전자는 자유 전자가되며, 전위차에 의해 적절하게 다루어 진다면 결정 격자 내에서 전류의 순환에 기여할 수있다.

이 경우, 자유 전자는 전도대로 점프하고 전위 소스의 양극 (예를 들어, 배터리)으로 간다..

원자가 전자의 움직임은 분자 구조에서 진공을 일으키는데, 이는 시스템에서 양전하를 낳는 것과 비슷한 효과로 이어지므로 양전하의 운반자로 간주됩니다.

일부 전자는 전도대에서 떨어지게되어 원자가 층이 재결합의 이름을 얻는 과정에서 에너지를 방출 할 때까지 반대 효과가 발생한다..

외래 반도체

그들은 고유 도체 내에 불순물을 포함시킴으로써 준수합니다. 즉, 3가 또는 5가 원소.

이 공정은 도핑 (doping)으로 알려져 있으며, 재료의 전도성을 높이고, 이들의 물리적 및 전기적 특성을 개선하는 것을 목표로합니다..

다른 구성 요소의 원자를 고유의 반도체 원자로 대체함으로써, 두 가지 유형의 외부 반도체를 얻을 수 있습니다..

반도체 형 P

이 경우, 불순물은 3 가의 반도체 원소이고; 즉, 원자가 껍질에 3 개의 전자가있는.

구조 내의 관입 요소를 도핑 요소라고합니다. P 형 반도체에 대한 이들 원소의 예로는 붕소 (B), 갈륨 (Ga) 또는 인듐 (In).

진성 반도체의 4 개의 공유 결합을 형성하기 위해 원자가 전자가 없으면, P 형 반도체는 누락 된 링크에 갭을 갖는다.

이것은 결정 네트워크에 속하지 않는 전자가이 양의 전하 캐리어 홀을 통과하게합니다..

링크 갭의 양전하로 인해,이 유형의 컨덕터는 문자 "P"로 불리며, 따라서 전자 억 셉터로 인식됩니다.

결합의 갭을 통한 전자의 흐름은 자유 전자로부터 유도 된 전류와 반대 방향으로 흐르는 전류를 생성한다.

반도체 타입 N

구성의 방해 요소는 5가 요소로 제공됩니다. 즉, 가전 자대에 5 개의 전자를 가진 전자.

이 경우, 진성 반도체에 혼입되는 불순물은 인 (P), 안티몬 (Sb), 비소 (As) 등의 원소이며,.

도펀트는 결합하기 위해 공유 결합을 가지지 않음으로써 결정 성 네트워크를 통해 자동적으로 자유롭게 이동하는 여분의 원자가 전자를 갖는다.

여기에서, 전류는 도펀트에 의해 제공된 자유 전자의 잉여 덕분에 물질을 통해 순환한다. 따라서, N 형 반도체는 전자 도너로 간주된다.

특징

반도체는 이중 기능, 에너지 효율성, 다양한 애플리케이션 및 저비용으로 특징 지워집니다. 반도체의 가장 뛰어난 특성은 다음과 같습니다.

- 그 응답 (도체 또는 절연체)은 조명, 전기장 및 자기장에 대한 소자의 감도에 따라 달라질 수 있습니다.

- 반도체가 낮은 온도에 노출되면, 전자는 원자가 밴드에서 함께 유지 될 것이므로, 전류의 순환을 위해 자유 전자가 발생하지 않을 것이다. 

대조적으로, 반도체가 고온에 노출되면, 열 진동은 원소 원자의 공유 결합의 강도에 영향을 미쳐 전기 전도를위한 자유 전자를 남길 수 있습니다..

- 반도체의 전도도는 진성 반도체 내부의 불순물 또는 도핑 원소의 비율에 따라 달라진다.

예를 들어, 10 개의 붕소 원자가 백만 개의 실리콘 원자에 포함되면, 그 비율은 순수한 실리콘의 전도도와 비교하여 화합물의 전도도를 1000 배 증가시킵니다..

- 반도체의 전도도는 1에서 10 사이의 범위에서 다양합니다.^-6 S.cm^-1, 사용 된 화학 원소의 유형에 따라.

- 화합물 반도체 또는이 양태의 반도체 intrínsecos.Un 예의 특성이 상당히 우수한 광학적 및 전기적 특성을 나타낼 수 외인성 주로 고주파 애플리케이션 및 다른 광전자 응용에 사용되는 갈륨 비소 (GaAs)이다.

응용 프로그램

반도체는 일상 생활의 일부인 전자 소자의 조립에있어 원자재로 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어 집적 회로.

집적 회로의 주요 요소 중 하나는 트랜지스터입니다. 이들 장치는 특정 입력 신호에 따라 출력 신호 (발진, 증폭 또는 정류)를 제공하는 기능을 수행한다.

또한, 반도체는 전자 회로에 사용되는 다이오드의 주요 재료이기도하여 한 방향으로 만 전류가 흐를 수 있습니다.

다이오드의 설계를 위해 P 형과 N 형이 아닌 외부 반도체 접합이 형성되며, 캐리어 요소와 전자 도너가 번갈아 가면서 두 영역 사이에 균형 메커니즘이 활성화됩니다..

따라서, 두 존의 전자와 홀은 교차하여 필요에 따라 서로 보완됩니다. 이것은 두 가지 방법으로 발생합니다.

- N 형 영역에서 P 영역으로의 전자 이동이 발생합니다 .N 형 영역은 주로 양의 로딩 영역을 얻습니다.

- P 형 영역에서 N 형 영역까지의 전자 운반 구멍의 통로가 제시되며, P 형 영역은 주로 음전하를 얻습니다.

마지막으로 한 방향으로 전류의 순환을 유도하는 전기장이 생성됩니다. 즉, 영역 N에서 영역 P로.

또한 내재 및 외장 반도체의 조합을 사용하면 수백 배의 용량을 갖는 진공관과 유사한 기능을 수행하는 장치를 생산할 수 있습니다.

이러한 유형의 애플리케이션은 상당량의 전기 에너지를 커버하는 마이크로 프로세서 칩과 같은 집적 회로에 적용됩니다.

반도체는 텔레비전, 비디오 플레이어, 음향 장비와 같은 갈색 선 장비와 같이 우리가 일상 생활에서 사용하는 전자 장치에 존재합니다. 컴퓨터 및 휴대 전화.

예제들

전자 산업에서 가장 일반적으로 사용되는 반도체는 실리콘 (Si)입니다. 이 물질은 우리 일상의 일부인 집적 회로를 구성하는 장치에 존재합니다..

게르마늄 및 실리콘 합금 (SiGe)은 일렉트릭 기타의 레이더 및 증폭기 용 고속 집적 회로에 사용됩니다.

반도체의 또 다른 예는 GaAs (gallium arsenide)이며, 신호 증폭기, 특히 고 이득 및 저잡음 레벨의 신호에 널리 사용됩니다.

참고 문헌

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