Что такое концентрация носителей?

Концентрация носителя - это количество электронов, доступных для прохождения через полупроводник. Полупроводник - это электронное устройство, которое будет проводить электричество при использовании источника энергии. Кристаллы или аморфные или некристаллические материалы изготавливаются с образованием полупроводникового материала. Следовые количества металлических молекул, называемых легирующими добавками, могут быть добавлены, чтобы обеспечить дополнительные электроны для переноса электрического тока.

Молекула состоит из центрального ядра, окруженного кольцами или оболочками электронов, которые постоянно находятся в движении. Некоторые материалы, называемые донорами, имеют электрон относительно далеко от ядра, который может быть смещен электрическим током или солнечным светом. Различные молекулы, называемые акцепторами, не имеют электронов во внешней оболочке и могут захватывать свободные электроны, которые присутствуют. Полупроводник использует донорные и акцепторные молекулы, помещенные в кристаллический или аморфный материал. Пространства для электронов в акцепторных материалах часто называют дырками.

Кремний, как кристаллический, так и аморфный, обычно используется для полупроводников. Он может передавать некоторые электроны в виде чистого материала при разных температурах. Это известно как собственная концентрация носителей. Чистый кремний редко используется в качестве полупроводника, потому что собственная концентрация довольно низкая. Другие материалы, такие как германий или карбид кремния, имеют более высокую собственную концентрацию носителей и могут использоваться в качестве чистых полупроводников.

Небольшое количество легирующих примесей может изменить свойства полупроводника и позволить потоку электронов с меньшим сопротивлением. Измерение электронной емкости для легированных полупроводников известно как концентрация внешних носителей. Это значение используется для расчета электрических свойств полупроводника в электронной схеме. Изменения концентрации носителей от контроля легирования будут влиять на электрические свойства полупроводника.

Полупроводник содержит три раздела. Зона проводимости - это материал, легированный микроэлементами, которые имеют избыток электронов. Материал с зазором, обычно чистый материал без легирования, помещается посередине. Последний слой - это валентный слой, где материал легирован микроэлементами, лишенными электронов.

Существует много распространенных применений для полупроводников, отличных от электронных устройств. Солнечные панели состоят из элементов из аморфного кремния, соединенных с электрическими цепями. Энергия солнечного света высвобождает электроны в зоне проводимости, которая проходит через кремниевые полупроводники и создает электрический ток. Электричество, созданное из солнечных батарей, обычно используется для зарядки аккумуляторных батарей для последующего использования.

Светодиоды, или светодиоды, являются распространенными устройствами, используемыми для освещения домов, предприятий и транспортных средств. Электрический ток активирует полупроводник, содержащий легирующие примеси, которые дают видимый свет, когда электроны проходят через них. Светодиоды выделяют очень мало избыточного тепла, являются энергоэффективными и имеют длительный срок полезного использования.