Sunday Emmanuel

@sundayemmanuel · 25 Nov 2021

Follow Following

Wat is halfgeleider

Halfgeleiders zijn een groep materialen met een elektrische geleidbaarheid tussen metaal en isolatoren. De geleidbaarheid van deze materialen kan in orde van grootte worden gevarieerd door veranderingen in temperatuur, optische excitatie en onzuiverheid. Halfgeleidermaterialen hebben een smalle verboden opening tussen de valentie- en geleidingsband; de energiekloof is van orde KT. 0k, alle elektronen bevinden zich in de valentieband en het materiaal is dan een isolator. Bij kamertemperatuur kunnen sommige valentie-elektronen echter voldoende thermische energie verkrijgen, die ze gebruikten om in de geleidingsband te bewegen, waar ze vrije elektronen worden. In plaats van bevrijde elektronen worden gaten gemaakt in de valentieband. De geleiding van elektriciteit in een halfgeleider is te wijten aan de beweging van vrije elektronen en gaten.

Metalen zijn uitstekende geleiders van elektriciteit.in metalen, de geleidings- en valentieband overlappen elkaar zodanig dat bij alle temperaturen boven het absolute nul elektronen altijd direct beschikbaar zijn in de geleidingsband. Ook zijn de valentie-elektronen zwak gebonden aan de ouderatomen in metalen, zodat een klein potentiaalverschil tussen een geleider ervoor zorgt dat de vrije elektronen een elektrische stroom vormen.


Geleiding in het intrinsieke halfgeleidermateriaal

In een intrinsieke of zuivere halfgeleider bij 0k zijn alle valentie-elektronen stevig gebonden aan hun ouderatomen en gedraagt de halfgeleider zich als isolator. Naarmate de temperatuur wordt verhoogd, kunnen sommige valentie-elektronen hun covalente bindingen verbreken en van de valentieband naar de geleidingsband gaan, waar ze vrije elektronen worden. Een elektron dat van de valentieband naar de geleidingsband beweegt, laat een vrij gat in de valentieband achter. een gratis lading (elektron of gat) is niet stevig gebonden aan een atoom en kan vrij door het materiaal bewegen.

Geleiding in een extrinsieke halfgeleider

Het aantal vrije elektronen en gaten dat thermisch wordt gegenereerd in intrinsieke of zuivere halfgeleiderkristallen is bij kamertemperatuur erg klein. Het aantal laaddragers kan aanzienlijk worden verhoogd door opzettelijk onzuiverheden, dotermiddelen genaamd, in de zuivere halfgeleiderkristallen te introduceren. Het proces wordt doping genoemd. Door doping kan een kristal zodanig worden gewijzigd dat het een overwicht heeft van elektronen of gaten. Er zijn dus twee soorten gedoteerde halfgeleiders:

N-type halfgeleider

Bepaalde elementen zoals fosfor, arseen en antimoon zijn pentavalent, d.w.z. elk atoom heeft 5 valentie-elektronen. Een n-type halfgeleider wordt gevormd wanneer een intrinsiek materiaal wordt gedoteerd met een atoom van een pentavalent element. Het vijfwaardige atoom deelt vier van zijn vijf valentie-elektronen met aangrenzende atomen, maar het vijfde elektron is niet strak gebonden aan het atoom van zijn ouder en is vrij om de stroom van stroom door het materiaal te vergemakkelijken. In dit type halfgeleider is het aantal elektronen meer dan het aantal gaten. Dat wil zeggen, een elektron bij de meerderheidslaaddrager, terwijl gaten de minderheidsladingsdrager zijn

Halfgeleider van het P-type

Materialen zoals indium, gallium, boor en aluminium zijn driewaardig, d.w.z. elk atoom heeft slechts drie valentie-elektronen. Een p-type halfgeleider wordt gevormd wanneer een intrinsiek materiaal wordt gedoteerd met atomen van een driewaardig element genaamd acceptoratomen. Elk driewaardig atoom vormt drie covalente bindingen met drie naburige siliciumatomen, waardoor een gat ontstaat waar de vierde binding zou moeten zijn. In een p-type materiaal zijn gaten de meerderheidsdrager, waarom de weinige thermisch gegenereerde elektronen minderheidsladingsdragers zijn. @Henkjan de Krijger   #watishalfgeleider #geleidinginintrinsiekhalfgeleidermateriaal #ntypehalfgeleider   #ptypehalfgeleider #Conduction in een extrinsiek halfgeleider