Co je koncentrace dopravce?

Koncentrace nosiče je počet elektronů dostupných pro průchod polovodičem. Polovodič je elektronické zařízení, které bude při použití zdroje energie vést elektřinu. Krystaly nebo amorfní nebo nekrystalické materiály jsou vyráběny za vzniku polovodičového materiálu. Stopová množství kovových molekul, nazývaných dopanty, mohou být přidány, aby poskytly další elektrony pro přenos elektrického proudu.

Molekula je tvořena centrálním jádrem obklopeným kruhy nebo pouzdry elektronů, které jsou neustále v pohybu. Některé materiály, nazývané dárci, mají elektron relativně daleko od jádra, které může být uvolněno elektrickými proudy nebo slunečním světlem. Různé molekuly, nazývané akceptory, postrádají elektron ve vnějším obalu a mohou odebírat přítomné volné elektrony. Polovodič používá donorové a akceptorové molekuly umístěné v krystalickém nebo amorfním materiálu. Prostory pro elektrony v akceptorových materiálech jsou často označovány jako díry.

Křemík, jak krystalický, tak amorfní, se běžně používá pro polovodiče. Může přenášet některé elektrony jako čistý materiál při různých teplotách. Toto je známé jako vnitřní koncentrace nosiče. Čistý křemík se zřídka používá jako polovodič, protože vnitřní koncentrace je poměrně nízká. Jiné materiály, jako germanium nebo karbid křemíku, mají vyšší vnitřní koncentraci nosiče a mohou být použity jako čisté polovodiče.

Malé množství příměsí může změnit vlastnosti polovodiče a umožnit tok elektronů s menším odporem. Měření kapacity elektronů pro dopované polovodiče je známé jako koncentrace vnějšího nosiče. Tato hodnota se používá pro výpočet elektrických vlastností polovodiče v elektronickém obvodu. Změny koncentrace nosiče v důsledku řízení dopingu ovlivní elektrické vlastnosti polovodiče.

Polovodič obsahuje tři sekce. Vodivý pás je materiál dotovaný stopovými molekulami, které mají nadbytek elektronů. Uprostřed je umístěn materiál mezery, obvykle čistý materiál bez dopingu. Poslední vrstva je valenční vrstva, kde je materiál dopován stopovými molekulami bez elektronů.

Pro polovodiče existuje mnoho běžných použití než v elektronických zařízeních. Solární panely se skládají z amorfních křemíkových článků připojených k elektrickým obvodům. Energie slunečního záření uvolňuje elektrony ve vodivém pásmu, který prochází křemíkovými polovodiči a vytváří elektrický proud. Elektřina vytvořená ze solárních panelů se obvykle používá k nabíjení bateriových bloků pro pozdější použití.

Světelné diody neboli LED diody jsou běžnými zařízeními používanými pro osvětlení domů, firem a vozidel. Elektrický proud aktivuje polovodič obsahující dopanty, které dávají viditelné světlo, když jimi procházejí elektrony. LED diody vytvářejí velmi málo přebytečného tepla, jsou energeticky účinné a mají dlouhou životnost.