Co to jest półprzewodnik bezpośredni?

Istnieją dwa główne typy półprzewodników, spośród których inżynierowie mogą wybierać: półprzewodnik bezpośredni i pośredni. Oba działają na różne sposoby z pasmami przewodnictwa i walencyjnymi, które są ważne w energii elektrycznej, ale oba próbują również znaleźć minimalną różnicę między dwoma pasmami. Bezpośredni półprzewodnik jest stosowany, gdy pasma walencyjne i przewodzące mają ten sam pęd. Ten półprzewodnik jest ważny w rekombinacji radiacyjnej, w której elektron przeskakuje z jednego pasma na drugi.

W nauce o energii półprzewodnik bezpośredni działa z dwoma pasmami. Dolne pasmo znane jest jako pasmo falbany. To reprezentuje minimalną ilość energii, jaką posiada elektron, ponieważ elektron jest nadal związany z atomem; elektrony te mają bardzo mały pęd. Wyższym z pasm jest pasmo przewodzące. Dzieje się tak, gdy elektron jest uwolniony od atomu i może swobodnie poruszać się w sieci atomowej, wytwarzając energię.

Bezpośredni półprzewodnik służy do łagodzenia energii z jednego pasma do drugiego. Aby ułatwić proces przenoszenia elektronów, półprzewodnik znajduje najkrótszą drogę lub ścieżkę o najmniejszej ilości energii, aby jeden elektron mógł oddzielić się od pasma walencyjnego i przeskoczyć do pasma przewodnictwa. Najłatwiejsza droga między nimi polega na tym, że pasmo przewodnictwa spada, a pasmo walencyjne unosi się, tworząc małą szczelinę między dwoma pasmami energii.

Bezpośredniego półprzewodnika można użyć tylko wtedy, gdy oba pasma wykonują ten ruch w tym samym czasie. Oznacza to, że oba pasma muszą mieć ten sam pęd elektronów. Jest to powszechne głównie w energooszczędnych urządzeniach i urządzeniach, ponieważ pasmo nie jest potrzebne i pasma często mogą się synchronizować.

Aby bezpośredni półprzewodnik zadziałał, elektron musi wychodzić z pasma walencyjnego. To powoduje, że rozrywa dziurę przez pasmo walencyjne, a powstająca energia staje się fotonem. Jednocześnie pasmo przewodzenia spada w dół, aby przyjąć energię, ponieważ porusza się z pasma walencyjnego i przez półprzewodnik.

Półprzewodnik pośredni jest podobny do półprzewodnika bezpośredniego, ale różnica polega na sposobie poruszania się dwóch pasm. W tym schemacie pasma wartościowości i przewodnictwa poruszają się osobno, więc wartościowość wzrośnie w jednym punkcie, a przewodnictwo spadnie później. Pośredni półprzewodnik pobiera ładunek z pasma walencyjnego, trzyma go i czeka na opadnięcie pasma przewodnictwa w celu zdeponowania energii.