Waarom gebruiken we halfgeleiders in plaats van geleiders bij het ontwerpen van elektronische schakelingen?

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Kortom, halfgeleiders en geleiders worden voornamelijk gebruikt in verschillende soorten elektrische en elektronische componenten ​Een halfgeleider is een soort materiaal dat lijkt op silicium en het heeft enkele eigenschappen van zowel de isolatoren als de geleiders. Het elektrische stroomgedrag in het silicium is erg arm. Als we echter sommige bodems aan Si toevoegen, zoals boor of fosfor, dan geleidt het. Maar zijn gedrag hangt vooral af van de toegevoegde bodems. Als we fosforgrond aan silicium toevoegen, wordt het een n-type halfgeleider. Evenzo, wanneer we boor aan Si toevoegen, wordt het een p-type halfgeleider. Het aantal elektronen in een p-type halfgeleider is klein dan in een zuivere halfgeleider, terwijl een n-type halfgeleider meer elektronen heeft.

Wat zijn halfgeleiders en geleiders?

Alle componenten die in moderne elektronica worden gebruikt, zijn ontworpen met halfgeleiders ​De basiseigenschap van halfgeleider is, het geleidt minder. Een halfgeleider zal elektrische stroom niet gemakkelijk transporteren zoals een normale geleider. Sommige materialen gebruiken intrinsieke halfgeleiders en de halfgeleidende eigenschappen zullen in deze materialen voorkomen. Maar de meeste materialen die in moderne elektronica worden gebruikt, zijn extrinsiek. Deze kunnen worden omgezet in halfgeleiders door doping ze met kleine hoeveelheden onbekende atomen. Maar het aantal atomen dat nodig is om toe te voegen voor doping, is erg klein.




Halfgeleiders en geleiders

Halfgeleiders en geleiders

De geleiders die het meest worden gebruikt in moderne elektronica zijn metalen, waaronder staal, aluminium en koper. Deze materialen volgen De wet van Ohm en hebben een zeer kleine weerstand. Zo kunnen ze uitzenden elektrische stroom van de ene plaats naar de andere plaats zonder veel stromingen op te lossen.



Als gevolg hiervan zijn deze handig bij het aansluiten van draden voor het overbrengen van stroom van de ene plaats naar de andere. Ze helpen ervoor te zorgen dat het grootste deel van de elektrische stroom zijn doel bereikt als alternatief voor het opwarmen van de tussenliggende verbindingsdraden! Hoewel het een vreemd geluid maakt, zijn stroomweerstanden ook afgewerkt met geleidermaterialen. Maar ze gebruiken zeer kleine geleideronderdelen die de stroom niet te eenvoudig laten stromen.

Bandmodellen van halfgeleiders en geleiders

Een halfgeleider is vooral een isolator. Maar de kloof in energie is kleiner in tegenstelling tot isolatoren. De valentieband is enigszins thermisch bezet bij de temperatuur van de kamer, terwijl de geleidingsband enigszins onbezet is. Omdat elektrische transmissie is openlijk verbonden met het aantal elektronen in de transmissieband (ongeveer leeg) en met de gaten in de valentieband (volledig bezet). Geschat kan worden dat de elektrische geleidbaarheid van een intrinsieke halfgeleider extreem laag zal zijn.

Bandmodellen van halfgeleiders en geleiders

In het bandmodel van de geleider is de valentieband niet volledig in gebruik met elektronen, anders overlapt de volledige valentieband de blanco geleidingsband. Over het algemeen gebeuren beide toestanden tegelijkertijd, de stroom van elektronen kan in de onvolledig gepakte valentieband bewegen, anders binnen de twee overlappende banden. Hierin is er geen kloof voor band tussen de valentie en geleiding.


Verschil tussen halfgeleiders en geleiders

Het verschil tussen halfgeleiders en geleiders omvat voornamelijk de kenmerken zoals geleidbaarheid, weerstand, verboden opening, temperatuurcoëfficiënt, geleiding, geleidbaarheidswaarde, weerstandswaarde, stroomstroom, aantal stroomdragers bij normale temperatuur, bandoverlap, 0 Kelvin-gedrag , Formation, Valence Electrons, en zijn voorbeelden.

  • De soortelijke weerstand van de geleider is laag, terwijl de halfgeleider matig is.
  • De geleidbaarheid van de geleider is hoog, terwijl de halfgeleider matig is.
  • De geleider heeft een groot aantal elektronen voor transmissie, terwijl de halfgeleider een zeer klein aantal elektronen heeft voor transmissie.
  • De temperatuurcoëfficiënt van een geleider is positief, terwijl de halfgeleider negatief is.
  • De geleider heeft geen verboden opening, terwijl de halfgeleider een opening heeft verboden.
  • De weerstandswaarde van de geleider is minder dan 10-5 Ω-m, dus het is verwaarloosbaar, terwijl de halfgeleider een van de waarden heeft van geleiders en isolatoren, d.w.z. 10-5 Ω-m-tot-105 Ω-m.
  • Het aantal stroomdragers bij de gebruikelijke temperatuur in de geleider is erg hoog, terwijl het in halfgeleiders laag is.
  • De geleidbaarheidswaarde van de geleider is erg hoog 10-7mho / m, terwijl halfgeleider onder die van isolatoren en geleiders 10-13mho / m tot 10-7mho / m heeft.
  • De stroom van stroom in een geleider is te wijten aan vrije elektronen, terwijl in halfgeleiders zowel gaten als vrije elektronen zijn.
  • De vorming van de geleider kan worden gedaan door metallische binding, terwijl deze in halfgeleider kan worden gevormd door covalente binding.
  • Het 0-kelvin-gedrag van een geleider werkt als een supergeleider, terwijl in halfgeleider een isolator werkt.
  • De valentie-elektronen in een geleider zijn er één in de buitenste schil, terwijl dat in halfgeleider vier is.
  • De bandoverlap in een geleider is dat zowel de valentie- als de geleidingsbanden elkaar overlappen, terwijl in de halfgeleider beide banden zijn verdeeld met een energieruimte van 1,1 eV
  • De belangrijkste voorbeelden van geleiders zijn koper, zilver, kwik en aluminium, terwijl voorbeelden van halfgeleiders silicium en germanium zijn.

Dit gaat dus allemaal over de vergelijking tussen halfgeleiders en geleiders. De elektrische geleiders zijn materialen of objecten die de stroom in één richting toelaten, anders meer richtingen. De goede geleiders zijn voornamelijk koper, aluminium en ijzer. Halfgeleiders zijn vaste stoffen die elektrisch geleidend zijn. Deze eigenschap maakt het geschikt voor de elektrische stroomregeling.

Uit de bovenstaande informatie kunnen we ten slotte concluderen dat de geleider geen weerstand heeft, terwijl er in halfgeleiders een mogelijkheid is om de stroomstroom in halfgeleiders te regelen. Deze eigenschap wordt gebruikt voor het ontwerpen van de vereisten voor real-time elektronische schakelingen met halfgeleiders. Hier is een vraag voor u, wat zijn de toepassingen van halfgeleiders en geleiders?