Что такое прямой полупроводник?

Существует два основных типа полупроводников, из которых инженеры могут выбирать: прямой полупроводник и непрямой. Оба работают по-разному с зонами проводимости и валентности, которые важны для электрической энергии, но оба также пытаются найти минимальное различие между двумя полосами. Прямой полупроводник используется, когда валентная зона и зона проводимости имеют одинаковый импульс. Этот полупроводник важен для радиационной рекомбинации, при которой электрон переходит от одной полосы к другой.

В науке об энергии прямой полупроводник работает с двумя полосами. Нижняя полоса называется полосой валанса. Это представляет минимальное количество энергии, которую имеет электрон, потому что электрон все еще связан с атомом; эти электроны имеют очень маленький импульс. Более высокая из полос - зона проводимости. Это происходит, когда электрон освобождается от атома и может свободно перемещаться в атомной решетке, производя энергию.

Прямой полупроводник используется для уменьшения энергии от одной полосы к другой. Чтобы облегчить процесс перемещения электронов, полупроводник находит кратчайший путь или путь с наименьшим количеством энергии, чтобы один электрон отделился от валентной зоны и перепрыгнул в зону проводимости. Самый простой путь между ними - это когда зона проводимости падает, а валентная зона поднимается, создавая небольшой зазор между двумя энергетическими зонами.

Прямой полупроводник можно использовать только в том случае, если обе полосы выполняют это движение одновременно. Это означает, что обе полосы должны иметь одинаковый импульс электрона. Это распространено в основном в маломощной электронике и устройствах, потому что не требуется большого количества импульса, и полосы могут обычно двигаться синхронно.

Для работы прямого полупроводника электрон должен выйти из валентной зоны. Это заставляет его разрывать дыру через валентную зону, и получающаяся энергия становится фотоном. В то же время зона проводимости падает, чтобы принять энергию, потому что она движется из валентной зоны и через полупроводник.

Непрямой полупроводник похож на прямой, но различие заключается в том, как движутся две полосы. В этой схеме валентная зона и зона проводимости движутся раздельно, поэтому валентность поднимется в одной точке, а проводимость снизится позже. Непрямой полупроводник берет заряд из валентной зоны, удерживает его и ждет, пока зона проводимости не упадет, чтобы передать энергию.