इलेक्ट्रॉन होल p-n जंक्शन म्हणजे काय

सेमीकंडक्टर्समध्ये 10-5 ते 102 ohm x m ची प्रतिरोधकता असलेल्या पदार्थांचा समावेश होतो. त्यांच्या विद्युत गुणधर्मांच्या बाबतीत, ते धातू आणि विद्युतरोधकांमध्ये मध्यवर्ती स्थान व्यापतात.

सेमीकंडक्टरचा प्रतिकार अनेक घटकांमुळे प्रभावित होतो: ते तापमानावर (वाढत्या तापमानासह प्रतिकार कमी होतो), ते प्रकाशावर अवलंबून असते (प्रकाशाच्या प्रभावाखाली प्रतिकार कमी होतो) इ.

सेमीकंडक्टरमधील अशुद्धतेच्या प्रकारावर अवलंबून, प्रवाहकांपैकी एक प्रचलित आहे - इलेक्ट्रॉन (n-प्रकार) किंवा छिद्र (p-प्रकार).

कोणत्याही सेमीकंडक्टर उपकरणाचा मुख्य भाग (डायोड, एलईडी, ट्रान्झिस्टर, थायरिस्टर इ.) तथाकथित आहे. पी-इलेक्ट्रॉन होल-जंक्शन. क्रिस्टलच्या एका भागामध्ये n-प्रकारची चालकता असेल आणि दुसऱ्या भागात p-प्रकारची चालकता असेल तर ते प्राप्त होते. दोन्ही प्रदेश एकाच जाळीसह एका मोनोलिथिक क्रिस्टलमध्ये मिळणे आवश्यक आहे. वेगवेगळ्या प्रकारच्या चालकता असलेल्या दोन क्रिस्टल्सला यांत्रिकरित्या जोडून p-n-जंक्शन मिळवता येत नाही.

मुख्य वर्तमान वाहक म्हणजे p-क्षेत्रातील छिद्रे आणि n-क्षेत्रातील मुक्त इलेक्ट्रॉन्स - एका प्रदेशातून दुसऱ्या प्रदेशात पसरलेले.इलेक्ट्रॉन आणि p आणि n मधील छिद्रांच्या पुनर्संयोजनामुळे (प्रभारांचे परस्पर तटस्थीकरण) चालू वाहकांचा (ब्लॉकिंग लेयर) कमी झालेला अर्धसंवाहक स्तर तयार होतो.

अतिरिक्त शुल्क p-क्षेत्राच्या नकारात्मक आयन आणि n-क्षेत्राच्या सकारात्मक आयनांमुळे तयार होते आणि संपूर्णपणे अर्धसंवाहकांचे संपूर्ण खंड विद्युतदृष्ट्या तटस्थ राहतात. परिणामी, p-n जंक्शनवर, n-प्लेनपासून p-क्षेत्राकडे निर्देशित केलेले विद्युत क्षेत्र उद्भवते आणि छिद्र आणि इलेक्ट्रॉनच्या पुढील प्रसारास प्रतिबंध करते.

p-n-संक्रमणात, विद्युत संभाव्य फरक तयार होतो, म्हणजेच तथाकथित संभाव्य अडथळा निर्माण होतो. संक्रमण स्तरातील संभाव्य वितरण अंतरावर अवलंबून असते. संभाव्य शून्य सामान्यतः p-क्षेत्रात थेट p-n-जंक्शनजवळ संभाव्य शून्य मानले जाते जेथे कोणतेही स्पेस चार्ज नसते.

हे दर्शविले जाऊ शकते की p-n जंक्शनमध्ये सुधारित गुणधर्म आहे. जर डीसी व्होल्टेज स्त्रोताचा नकारात्मक ध्रुव p-क्षेत्राशी जोडलेला असेल, तर लागू केलेल्या व्होल्टेजच्या मूल्यासह संभाव्य अडथळा वाढेल आणि मुख्य वर्तमान वाहक p-n जंक्शनमधून जाऊ शकणार नाहीत. मग सेमीकंडक्टर रेक्टिफायर खूप उच्च प्रतिकार असेल आणि तथाकथित उलट प्रवाह खूप लहान असेल.

तथापि, जर आपण p-क्षेत्राला सकारात्मक जोडले, आणि n-क्षेत्र Cc ला स्त्रोताच्या ऋण ध्रुवाला जोडले, तर संभाव्य अडथळा कमी होईल आणि मुख्य वर्तमान वाहक p-n जंक्शनमधून जाण्यास सक्षम असतील. साखळी मध्ये तथाकथित दिसेल एक फॉरवर्ड करंट जो स्त्रोत व्होल्टेज वाढेल तसे वाढेल.

डायोडचे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य

तर इलेक्ट्रॉन पाथ-होल - अर्धसंवाहकांच्या दोन क्षेत्रांमधील एक जंक्शन, ज्यापैकी एक n-प्रकारची विद्युत चालकता आहे आणि दुसरा p-प्रकार आहे. इलेक्ट्रॉन-होल जंक्शन अर्धसंवाहक उपकरणांसाठी आधार म्हणून काम करते. संक्रमण प्रदेशात, स्पेस चार्ज लेयर तयार होतो, मोबाईल चार्ज वाहकांमध्ये कमी होतो. हा थर बहुसंख्यांसाठी संभाव्य अडथळा आणि अल्पसंख्याक शुल्क वाहकांसाठी संभाव्य विहिरीचे प्रतिनिधित्व करतो. इलेक्ट्रॉन-होल संक्रमणाचा मुख्य गुणधर्म एकध्रुवीय वहन आहे.

असंतुलित वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्यांसह नॉनलाइनर सेमीकंडक्टर घटक मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात AC ला DC मध्ये रूपांतरित करण्यासाठी... दिशाहीन चालकता असलेल्या अशा घटकांना रेक्टिफायर्स किंवा इलेक्ट्रिक व्हॉल्व्ह म्हणतात.

हे देखील पहा: सेमीकंडक्टर उपकरणे — प्रकार, विहंगावलोकन, वापर