اردیبهشت
نیمه هادی درونی و نیمه هادی بیرونی
نیمه هادی ها به دو نوع تقسیم‌می‌شوند. یکی نیمه هادی درونی و دیگری نیمه هادی بیرونی‌است. شکل خالص نیمه هادی به نیمه هادی ذاتی و نیمه هادی که عمداً ناخالصی هایی برای رسانایی آن اضافه‌می‌شود، نیمه هادی بیرونی نامیده‌می‌شود.
رسانایی نیمه هادی ذاتی در دمای اتاق صفرمی‌شود در حالی که نیمه هادی بیرونی در دمای اتاق رسانایی بسیار کمتری‌دارد. توضیح دقیق دو نوع نیمه هادی در زیر آورده شده‌است.
فهرست:
- نیمه هادی ذاتی
- نیمه هادی بیرونی
- دوپینگ
نیمه هادی ذاتی
به یک نیمه هادی بسیار خالص، نیمه هادی ذاتی گفته‌می‌شود. بر اساس پدیده باند انرژی، یک نیمه رسانای ذاتی در دمای صفر مطلق در تصویر بالا نشان‌داده‌شده‌است:
باند ظرفیت آن کاملا پرشده و باند هدایت کاملا خالی‌است. هنگامی که دما افزایش‌می‌یابد و مقداری انرژی گرمایی به آن می‌رسد، برخی از الکترون‌های ظرفیت به باند رسانایی بالا می‌روند و حفره‌هایی را در باند ظرفیتی مانند شکل زیر پشت سرمی‌گذارند:
الکترون هایی که به باند رسانایی می رسند به طور تصادفی حرکت می کنند. حفره های ایجاد شده در کریستال نیز آزادانه می توانند در هر نقطه حرکت کنند. این رفتار نیمه هادی ها نشان‌می‌دهد که آنها دارای ضریب مقاومت دمایی منفی هستند.
به این معنی که با افزایش دما، مقاومت ماده کاهش یافته و رسانایی افزایش می‌یابد.
نیمه هادی بیرونی
نیمه هادی که ناخالصی با سرعت کنترل‌شده به آن اضافه می‌شود تا آن را رسانا کند به عنوان نیمه هادی بیرونی شناخته می‌شود.
یک نیمه رسانای ذاتی حتی در دمای اتاق می تواند جریان کمی را هدایت کند، اما برای تهیه وسایل الکترونیکی مختلف مفید نیست. بنابراین، برای مساعد کردن آن، مقدار کمی ناخالصی مناسب به مواد اضافه‌می‌شود.
دوپینگ
فرآیندی که در آن ناخالصی به یک نیمه هادی اضافه‌می‌شود به عنوان دوپینگ شناخته می‌شود . مقدار و نوع ناخالصی که قرار است به مواد اضافه شود باید در حین تهیه نیمه هادی بیرونی به دقت کنترل شود.
به طور کلی، یک اتم ناخالصی به 108 اتم یک نیمه هادی اضافه‌می‌شود.
هدف از افزودن ناخالصی در کریستال نیمه هادی افزایش تعداد الکترون های آزاد یا حفره ها برای رسانایی آن است. اگر یک ناخالصی پنج ظرفیتی با داشتن پنج الکترون ظرفیتی به یک نیمه هادی خالص اضافه شود، تعداد زیادی الکترون آزاد وجود خواهد داشت.
اگر یک ناخالصی سه ظرفیتی با سه الکترون ظرفیت اضافه شود، تعداد زیادی حفره در نیمه هادی وجود خواهد داشت.
بسته به نوع ناخالصی اضافه شده، نیمه هادی خارجی ممکن است به عنوان نیمه هادی نوع n و نیمه هادی نوع p طبقه بندی‌شود .