সেমিকন্ডাক্টরে বৈদ্যুতিক প্রবাহ। অর্ধপরিবাহী ডায়োড

সেমিকন্ডাক্টর হল এমন উপাদান যা স্বাভাবিক অবস্থায় অন্তরক, কিন্তু ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে পরিবাহী হয়ে ওঠে। অর্থাৎ, অর্ধপরিবাহীতে, তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়।

একটি সিলিকন স্ফটিকের উদাহরণে একটি সেমিকন্ডাক্টরের গঠন

সেমিকন্ডাক্টরগুলির গঠন এবং তাদের মধ্যে প্রধান ধরনের পরিবাহিতা বিবেচনা করুন। একটি উদাহরণ হিসাবে, একটি সিলিকন স্ফটিক বিবেচনা করুন।

সিলিকন একটি টেট্রাভ্যালেন্ট উপাদান। অতএব, এর বাইরের শেলটিতে চারটি ইলেকট্রন রয়েছে যা পরমাণুর নিউক্লিয়াসের সাথে দুর্বলভাবে আবদ্ধ। প্রত্যেকের আশেপাশে আরও চারটি পরমাণু রয়েছে।

পরমাণু একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে এবং সমযোজী বন্ধন গঠন করে। প্রতিটি পরমাণু থেকে একটি ইলেকট্রন এই ধরনের বন্ধনে অংশগ্রহণ করে। সিলিকন ডিভাইস ডায়াগ্রামটি নিম্নলিখিত চিত্রে দেখানো হয়েছে।

ছবি

সমযোজী বন্ধন যথেষ্ট শক্তিশালী এবং কম তাপমাত্রায় ভাঙ্গে না। অতএব, সিলিকনে কোন বিনামূল্যে চার্জ বাহক নেই, এবং এটি নিম্ন তাপমাত্রায় একটি অস্তরক। অর্ধপরিবাহীতে দুই ধরনের পরিবাহী আছে: ইলেক্ট্রন এবং হোল।

ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা

যখন সিলিকন উত্তপ্ত হয়, তখন এটিতে অতিরিক্ত শক্তি সরবরাহ করা হবে। কণার গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় এবং কিছু সমযোজী বন্ধন ভেঙে যায়। এটি বিনামূল্যে ইলেকট্রন তৈরি করে।

একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে, এই ইলেকট্রনগুলি স্ফটিক জালির নোডগুলির মধ্যে সরে যায়। এই ক্ষেত্রে, সিলিকনে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি হবে।

যেহেতু মুক্ত ইলেকট্রন প্রধান চার্জ বাহক, তাই এই ধরনের পরিবাহীকে ইলেকট্রনিক পরিবাহী বলা হয়। মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। আমরা সিলিকনকে যত বেশি গরম করব, তত বেশি সমযোজী বন্ধন ভেঙ্গে যাবে, এবং তাই আরও বেশি মুক্ত ইলেকট্রন প্রদর্শিত হবে। এটি প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস বাড়ে। এবং সিলিকন একটি পরিবাহী হয়।

গর্ত সঞ্চালন

যখন একটি সমযোজী বন্ধন ভেঙ্গে যায়, তখন নির্গত ইলেকট্রনের জায়গায় একটি খালি জায়গা তৈরি হয়, যা অন্য ইলেকট্রন দখল করতে পারে। এই জায়গাটিকে গর্ত বলা হয়। গর্ত একটি অতিরিক্ত ধনাত্মক চার্জ আছে.

একটি স্ফটিকের একটি গর্তের অবস্থান ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়, যেকোনো ইলেকট্রন এই অবস্থানটি নিতে পারে এবং গর্তটি যেখানে ইলেকট্রন লাফ দিয়েছিল সেখানে চলে যাবে। যদি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রনা, তাহলে গর্তের গতি এলোমেলো, এবং তাই কোন কারেন্ট ঘটে না।

যদি এটি উপস্থিত থাকে তবে গর্তগুলির চলাচলে একটি সুশৃঙ্খলতা রয়েছে এবং মুক্ত ইলেকট্রন দ্বারা সৃষ্ট কারেন্ট ছাড়াও একটি কারেন্টও রয়েছে যা গর্ত দ্বারা তৈরি হয়। ছিদ্রগুলি ইলেকট্রনের বিপরীত দিকে চলে যাবে।

সুতরাং, অর্ধপরিবাহীতে পরিবাহিতা হল ইলেকট্রন-হোল। কারেন্ট ইলেকট্রন এবং গর্ত উভয় দ্বারা উত্পন্ন হয়। এই ধরনের পরিবাহিতাকে অভ্যন্তরীণ পরিবাহীও বলা হয়, যেহেতু শুধুমাত্র একটি পরমাণুর উপাদান জড়িত।

পাঠ #41-169 বিদ্যুৎঅর্ধপরিবাহীতে। অর্ধপরিবাহী ডায়োড। সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস।

একটি সেমিকন্ডাক্টর হল এমন একটি পদার্থ যার প্রতিরোধ ক্ষমতা বিস্তৃত পরিসরে পরিবর্তিত হতে পারে এবং ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে খুব দ্রুত হ্রাস পায়, যার অর্থ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায়। এটি সিলিকন, জার্মেনিয়াম, সেলেনিয়াম এবং কিছু যৌগে পরিলক্ষিত হয়। অর্ধপরিবাহী মধ্যে পরিবাহী প্রক্রিয়া সেমিকন্ডাক্টর স্ফটিকগুলির একটি পারমাণবিক স্ফটিক জালি থাকে, যেখানে বাইরের ইলেকট্রনগুলি সমযোজী বন্ধনের দ্বারা প্রতিবেশী পরমাণুর সাথে আবদ্ধ থাকে। নিম্ন তাপমাত্রায়, বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীতে কোন মুক্ত ইলেকট্রন থাকে না এবং এটি একটি অস্তরক এর মত আচরণ করে। যদি সেমিকন্ডাক্টর খাঁটি হয় (অমেধ্য ছাড়া), তবে এর নিজস্ব পরিবাহিতা (ছোট) থাকে।দুটি ধরণের অভ্যন্তরীণ পরিবাহিতা রয়েছে: 1) ইলেকট্রনিক (পরিবাহিতা " পৃ"-টাইপ) অর্ধপরিবাহীতে কম তাপমাত্রায়, সমস্ত ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের সাথে যুক্ত থাকে এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা বড় হয়; তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে কণার গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, বন্ধন ভেঙ্গে যায় এবং মুক্ত ইলেকট্রন উপস্থিত হয় - প্রতিরোধ হ্রাস পায়। মুক্ত ইলেকট্রন বিপরীত দিকে চলে যায় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি ভেক্টরে। অর্ধপরিবাহীগুলির বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা মুক্ত ইলেকট্রনের উপস্থিতির কারণে। 2) ছিদ্র (পরিবাহিতা "p"-টাইপ) তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে পরমাণুর মধ্যে ভ্যালেন্স ইলেকট্রন দ্বারা সঞ্চালিত সমযোজী বন্ধনগুলি ধ্বংস হয়ে যায় এবং অনুপস্থিত ইলেকট্রন সহ স্থানগুলি গঠিত হয় - একটি "গর্ত"। এর স্থানটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হতে পারে। "হোল" এর গতিশীলতা একটি ধনাত্মক চার্জের গতির সমতুল্য। গর্তের গতিপথের দিকে ঘটে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি ভেক্টর। সমযোজী বন্ধন ফেটে যাওয়া এবং সেমিকন্ডাক্টরের অভ্যন্তরীণ পরিবাহিতার ঘটনা গরম, আলোর কারণে হতে পারে m (ফটোকন্ডাক্টিভিটি) এবং শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়া। R(t) নির্ভরতা: থার্মিস্টর
- দূরবর্তী পরিমাপ টি; - ফায়ার অ্যালার্ম

একটি বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর মোট পরিবাহিতা হল "p" এবং "n" প্রকারের পরিবাহিতার সমষ্টি এবং একে ইলেকট্রন-হোল পরিবাহিতা বলা হয়। অমেধ্য উপস্থিতিতে সেমিকন্ডাক্টর তাদের নিজস্ব এবং অপবিত্রতা পরিবাহিতা আছে। অমেধ্য উপস্থিতি পরিবাহিতা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে। যখন অমেধ্যগুলির ঘনত্ব পরিবর্তিত হয়, তখন বৈদ্যুতিক বর্তমান বাহকের সংখ্যা - ইলেকট্রন এবং গর্ত - পরিবর্তিত হয়। কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা সেমিকন্ডাক্টরের ব্যাপক ব্যবহারের অন্তর্নিহিত। নিম্নলিখিত অমেধ্য আছে: 1) দাতার অমেধ্য (দান) - অতিরিক্ত সেমিকন্ডাক্টর ক্রিস্টালে ইলেকট্রন সরবরাহকারীরা সহজেই ইলেকট্রন দান করে এবং সেমিকন্ডাক্টরে বিনামূল্যে ইলেকট্রনের সংখ্যা বাড়ায়। এরাই কন্ডাক্টর n "- প্রকার, অর্থাত্ দাতা অমেধ্য সহ অর্ধপরিবাহী, যেখানে প্রধান চার্জ বাহক ইলেকট্রন, এবং গৌণ চার্জ ছিদ্র। এই ধরনের একটি অর্ধপরিবাহী ইলেকট্রনিক অপরিষ্কার পরিবাহিতা (উদাহরণস্বরূপ আর্সেনিক)। 2) গ্রহণকারী অমেধ্য (প্রাপ্তি) "গর্ত" তৈরি করে, নিজেদের মধ্যে ইলেকট্রন গ্রহণ করে। এগুলি হল "p"-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর, যেমন গ্রহণকারী অমেধ্য সহ অর্ধপরিবাহী, যেখানে প্রধান চার্জ বাহক গর্ত, এবং সংখ্যালঘু - ইলেকট্রন. যেমন একটি অর্ধপরিবাহী আছে গর্ত অপরিষ্কার পরিবাহিতা (একটি উদাহরণ হল ইন্ডিয়াম)। বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য "p- n"পরিবর্তন।"p-p" ট্রানজিশন (বা ইলেক্ট্রন-হোল ট্রানজিশন) - দুটি সেমিকন্ডাক্টরের যোগাযোগের ক্ষেত্র, যেখানে পরিবাহিতা ইলেকট্রনিক থেকে গর্তে পরিবর্তিত হয় (বা এর বিপরীতে)। ভিতরে অমেধ্য প্রবর্তন করে একটি সেমিকন্ডাক্টর ক্রিস্টালে এই ধরনের অঞ্চল তৈরি করা সম্ভব। বিভিন্ন পরিবাহিতা সহ দুটি সেমিকন্ডাক্টরের যোগাযোগ অঞ্চলে, ইলেকট্রন এবং গর্তগুলির পারস্পরিক প্রসারণ ঘটবে এবং একটি ব্লকিং বাধা তৈরি হবে। বৈদ্যুতিক স্তর। বাধা স্তরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বাধা দেয়সীমানার মধ্য দিয়ে ইলেকট্রন এবং গর্তের আরও স্থানান্তর। সেমিকন্ডাক্টরের অন্যান্য ক্ষেত্রগুলির তুলনায় বাধা স্তরটির একটি বর্ধিত প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। ভিতরে বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বাধা স্তরের প্রতিরোধকে প্রভাবিত করে। বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সরাসরি (ট্রান্সমিশন) দিকে, কারেন্ট দুটি সেমিকন্ডাক্টরের সীমানার মধ্য দিয়ে যায়। কারণ ইলেকট্রন এবং ছিদ্র একে অপরের দিকে ইন্টারফেসের দিকে চলে যায়, তারপর ইলেকট্রন, সীমান্ত অতিক্রম, গর্ত পূরণ. বাধা স্তরের পুরুত্ব এবং এর প্রতিরোধ ক্ষমতা ক্রমাগত হ্রাস পাচ্ছে।

পৃ একটি ব্লকিং (বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বিপরীত দিক) সহ, কারেন্ট দুটি সেমিকন্ডাক্টরের যোগাযোগ এলাকার মধ্য দিয়ে যাবে না। কারণ ইলেক্ট্রন এবং গর্তগুলি সীমানা থেকে বিপরীত দিকে সরে যায়, তারপরে ব্লকিং স্তর ঘন হয়, এর প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। এইভাবে, ইলেকট্রন-গর্ত রূপান্তরের একতরফা পরিবাহিতা রয়েছে।

অর্ধপরিবাহী ডায়োড- একটি "rn" জংশন সহ একটি অর্ধপরিবাহী।পৃ
সেমিকন্ডাক্টর ডায়োড হল এসি রেকটিফায়ারের প্রধান উপাদান।
যখন একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়: এক দিকে, সেমিকন্ডাক্টরের প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি, বিপরীত দিকে, প্রতিরোধ কম।
ট্রানজিস্টর।(থেকে ইংরেজি শব্দস্থানান্তর - স্থানান্তর, প্রতিরোধক - প্রতিরোধ) জার্মেনিয়াম বা সিলিকন দিয়ে তৈরি ট্রানজিস্টরের ধরনগুলির মধ্যে একটি বিবেচনা করুন যার মধ্যে দাতা এবং গ্রহণকারী অমেধ্য রয়েছে। অপরিচ্ছন্নতার বন্টন এমন যে দুটি পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর স্তরগুলির মধ্যে একটি খুব পাতলা (কয়েকটি মাইক্রোমিটারের ক্রম অনুসারে) এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর স্তর তৈরি হয় (চিত্র দেখুন)। এই পাতলা স্তর বলা হয় ভিত্তিবা ভিত্তিস্ফটিক দুটি আছে আর-n-জংশন, যার প্রত্যক্ষ দিক বিপরীত। বিভিন্ন ধরণের পরিবাহিতা সহ এলাকার তিনটি আউটপুট আপনাকে চিত্রে দেখানো সার্কিটে একটি ট্রানজিস্টর অন্তর্ভুক্ত করতে দেয়। এই অন্তর্ভুক্তির মাধ্যমে বাম আর-এন-জাম্প হল সরাসরিএবং বেসটিকে পি-টাইপ অঞ্চল থেকে আলাদা করে যা বলা হয় নির্গতকারীযদি অধিকার না থাকত আর-এন-জাংশন, ইমিটার-বেস সার্কিটে উৎসের ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে একটি কারেন্ট থাকবে (ব্যাটারি B1এবং একটি এসি ভোল্টেজ উত্স) এবং সার্কিট প্রতিরোধ, সরাসরি ইমিটার-বেস সংযোগের কম প্রতিরোধ সহ। ব্যাটারি B2চালু যাতে ডান আরসার্কিটে -n-জাংশন (ডুমুর দেখুন) বিপরীতএটি সঠিক পি-টাইপ অঞ্চল থেকে বেসটিকে আলাদা করে যা বলা হয় সংগ্রাহকযদি বাকি থাকতো না আর-n-জাংশন, সংগ্রাহক সার্কিটে কারেন্ট শূন্যের কাছাকাছি হবে, যেহেতু বিপরীত জংশনের প্রতিরোধ খুব বেশি। বাম দিকে একটি স্রোতের উপস্থিতিতে আর-এন-জাংশন কারেন্টও কালেক্টর সার্কিটে দেখা যায় এবং সংগ্রাহকের কারেন্ট ইমিটারের কারেন্টের চেয়ে সামান্য কম (যদি ইমিটারে ঋণাত্মক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তাহলে বাম আর-n-জাংশন বিপরীত হবে এবং ইমিটার সার্কিটে এবং কালেক্টর সার্কিটে কার্যত কোন কারেন্ট থাকবে না)। যখন বিকিরণকারী এবং বেসের মধ্যে একটি ভোল্টেজ তৈরি করা হয়, তখন পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের প্রধান বাহক - গর্তগুলি বেসের মধ্যে প্রবেশ করে, যেখানে তারা ইতিমধ্যেই ক্ষুদ্র বাহক। যেহেতু বেসটির পুরুত্ব খুব কম এবং এতে সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহকের (ইলেক্ট্রন) সংখ্যা কম তাই এতে যে ছিদ্রগুলি পড়েছে তা বেস ইলেকট্রনের সাথে খুব কমই একত্রিত হয় (পুনরায় মিলিত হয় না) এবং প্রসারণের কারণে সংগ্রাহকের মধ্যে প্রবেশ করে। ঠিক আর-এন-জাংশনটি বেসের প্রধান চার্জ বাহক - ইলেকট্রনগুলির জন্য বন্ধ থাকে তবে গর্তগুলির জন্য নয়। সংগ্রাহকের মধ্যে, গর্তগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা দূরে বাহিত হয় এবং সার্কিট বন্ধ করে। বেস থেকে ইমিটার সার্কিটে বর্তমান ব্রাঞ্চিংয়ের শক্তি খুবই ছোট, যেহেতু অনুভূমিক (উপরের চিত্র দেখুন) সমতলে ভিত্তি ক্রস-বিভাগীয় এলাকা উল্লম্ব সমতলের ক্রস-বিভাগীয় এলাকার তুলনায় অনেক ছোট।

সংগ্রাহকের কারেন্ট, যা ইমিটারের কারেন্টের প্রায় সমান, ইমিটারে কারেন্টের সাথে সাথে পরিবর্তিত হয়। প্রতিরোধক রোধ আর সংগ্রাহক মধ্যে বর্তমান উপর সামান্য প্রভাব আছে, এবং এই প্রতিরোধের যথেষ্ট বড় করা যেতে পারে. বর্তনীতে অন্তর্ভুক্ত একটি এসি ভোল্টেজের উৎসের সাহায্যে বিকিরণকারী কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ করে, আমরা প্রতিরোধক R জুড়ে ভোল্টেজের একটি সিনক্রোনাস পরিবর্তন পাই। .

রোধের একটি বড় প্রতিরোধের সাথে, এটি জুড়ে ভোল্টেজের পরিবর্তন ইমিটার সার্কিটে সংকেত ভোল্টেজ পরিবর্তনের চেয়ে কয়েক হাজার গুণ বেশি হতে পারে। এর মানে বর্ধিত ভোল্টেজ। অতএব, লোডে আর বৈদ্যুতিক সংকেত পাওয়া সম্ভব যার শক্তি ইমিটার সার্কিটে প্রবেশ করা শক্তির চেয়ে বহুগুণ বেশি।

ট্রানজিস্টরের প্রয়োগবৈশিষ্ট্য আরঅর্ধপরিবাহীতে -n-জাংশনগুলি বৈদ্যুতিক দোলনকে প্রশস্ত করতে এবং উৎপন্ন করতে ব্যবহৃত হয়।

3

এই পাঠে, আমরা সেমিকন্ডাক্টর হিসাবে বৈদ্যুতিক প্রবাহের উত্তরণের জন্য এমন একটি মাধ্যম বিবেচনা করব। আমরা তাদের পরিবাহিতা নীতি, তাপমাত্রা এবং অমেধ্য উপস্থিতি উপর এই পরিবাহিতা নির্ভরতা, p-n জংশন এবং মৌলিক অর্ধপরিবাহী ডিভাইস হিসাবে যেমন একটি ধারণা বিবেচনা করবে।

আপনি যদি সরাসরি সংযোগ করেন, তাহলে বাহ্যিক ক্ষেত্রটি লকিংটিকে নিরপেক্ষ করবে এবং বর্তমান প্রধান চার্জ বাহক দ্বারা তৈরি হবে (চিত্র 9)।

ভাত। 9. সরাসরি সংযোগ সহ p-n জংশন ()

এই ক্ষেত্রে, সংখ্যালঘু বাহকদের বর্তমান নগণ্য, এটি কার্যত অস্তিত্বহীন। অতএব, p-n সংযোগস্থল বৈদ্যুতিক প্রবাহের একমুখী সঞ্চালন প্রদান করে।

ভাত। 10. ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রা সহ সিলিকনের পারমাণবিক গঠন

সেমিকন্ডাক্টরের পরিবাহী হল ইলেকট্রন-হোল, এবং এই ধরনের পরিবাহকে বলা হয় অভ্যন্তরীণ পরিবাহী। এবং পরিবাহী ধাতুগুলির বিপরীতে, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে, বিনামূল্যে চার্জের সংখ্যা কেবল বৃদ্ধি পায় (প্রথম ক্ষেত্রে, এটি পরিবর্তিত হয় না), অতএব, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে অর্ধপরিবাহীগুলির পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় এবং প্রতিরোধ হ্রাস পায় (চিত্র 10)।

খুব গুরুত্বপূর্ণ বিষয়অর্ধপরিবাহী গবেষণায় তাদের মধ্যে অমেধ্য উপস্থিতি। এবং অমেধ্য উপস্থিতির ক্ষেত্রে, এক অপরিষ্কার পরিবাহিতা সম্পর্কে কথা বলতে হবে।

সেমিকন্ডাক্টর

প্রেরিত সংকেতগুলির ছোট আকার এবং খুব উচ্চ মানের আধুনিক ইলেকট্রনিক প্রযুক্তিতে সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলিকে খুব সাধারণ করে তুলেছে। এই জাতীয় ডিভাইসগুলির সংমিশ্রণে কেবলমাত্র অমেধ্য সহ পূর্বোক্ত সিলিকনই নয়, উদাহরণস্বরূপ, জার্মেনিয়ামও অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।

এই ডিভাইসগুলির মধ্যে একটি হল একটি ডায়োড - একটি যন্ত্র যা এক দিকে কারেন্ট পাস করতে এবং অন্য দিকে তার উত্তরণ রোধ করতে সক্ষম। এটি একটি p- বা এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর ক্রিস্টাল (চিত্র 11) এ অন্য ধরনের সেমিকন্ডাক্টর ইমপ্লান্ট করে প্রাপ্ত হয়।

ভাত। 11. ডায়াগ্রামে ডায়োডের নামকরণ এবং তার ডিভাইসের ডায়াগ্রাম যথাক্রমে

আরেকটি ডিভাইস, এখন দুটি সহ pn জংশনট্রানজিস্টর বলা হয়। এটি শুধুমাত্র বর্তমান প্রবাহের দিক নির্বাচন করতে নয়, এটি রূপান্তর করতেও কাজ করে (চিত্র 12)।

ভাত। 12. ট্রানজিস্টরের কাঠামোর স্কিম এবং এর উপাধি তারের ডায়াগ্রামযথাক্রমে ()

এটি লক্ষ করা উচিত যে আধুনিক মাইক্রোসার্কিটগুলি ডায়োড, ট্রানজিস্টর এবং অন্যান্য বৈদ্যুতিক ডিভাইসের অনেকগুলি সংমিশ্রণ ব্যবহার করে।

পরের পাঠে, আমরা শূন্যে বৈদ্যুতিক প্রবাহের বিস্তার দেখব।

গ্রন্থপঞ্জি

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. পদার্থবিদ্যা (মৌলিক স্তর) - M.: Mnemozina, 2012।
2. গেনডেনস্টাইন এল.ই., ডিক ইউ.আই. পদার্থবিদ্যা গ্রেড 10। - এম.: ইলেক্সা, 2005।
3. মায়াকিশেভ G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. পদার্থবিদ্যা। ইলেক্ট্রোডাইনামিকস। - এম.: 2010।

1. ডিভাইস পরিচালনার নীতি ()।
2. পদার্থবিদ্যা ও প্রযুক্তির বিশ্বকোষ ()।

বাড়ির কাজ

1. একটি অর্ধপরিবাহী ইলেকট্রন পরিবাহী কারণ কি?
2. একটি সেমিকন্ডাক্টরের অন্তর্নিহিত পরিবাহিতা কি?
3. কিভাবে একটি অর্ধপরিবাহী পরিবাহিতা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে?
4. দাতা অপবিত্রতা এবং গ্রহণকারী অপবিত্রতার মধ্যে পার্থক্য কি?
5. * ক) গ্যালিয়াম, খ) ইন্ডিয়াম, গ) ফসফরাস, ঘ) অ্যান্টিমনির মিশ্রণে সিলিকনের পরিবাহিতা কত?

সেমিকন্ডাক্টর হল এমন পদার্থ যার প্রতিরোধ ক্ষমতা ডাইলেক্ট্রিকের তুলনায় বহুগুণ কম, কিন্তু ধাতুর তুলনায় অনেক বেশি। সর্বাধিক ব্যবহৃত সেমিকন্ডাক্টর হল সিলিকন এবং জার্মেনিয়াম।

সেমিকন্ডাক্টরগুলির প্রধান বৈশিষ্ট্য হল বাহ্যিক অবস্থার (তাপমাত্রা, আলোকসজ্জা, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র) এবং অমেধ্য উপস্থিতির উপর তাদের নির্দিষ্ট প্রতিরোধের নির্ভরতা। 20 শতকে, বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলীরা স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ সহ অত্যন্ত ক্ষুদ্র, জটিল ডিভাইস তৈরি করতে সেমিকন্ডাক্টরের এই বৈশিষ্ট্যটি ব্যবহার করতে শুরু করেছিলেন - উদাহরণস্বরূপ, কম্পিউটার, মোবাইল ফোন, গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি।

তাদের অস্তিত্বের প্রায় অর্ধ শতাব্দীতে কম্পিউটারের গতি লক্ষ লক্ষ গুণ বেড়েছে। একই সময়ে যদি গাড়ির গতিও লক্ষাধিক গুণ বেড়ে যেত, তাহলে তারা আজ আলোর গতির কাছাকাছি গতিতে ছুটে যেত!

যদি এক মুহূর্তে (সুন্দর থেকে দূরে!) সেমিকন্ডাক্টরগুলি "কাজ করতে অস্বীকার করে", তবে কম্পিউটার এবং টেলিভিশনের স্ক্রিনগুলি অবিলম্বে বেরিয়ে যাবে, তারা নীরব হয়ে পড়বে। মোবাইল ফোন গুলো, এবং কৃত্রিম উপগ্রহ নিয়ন্ত্রণ হারাবে। হাজার হাজার শিল্প-কারখানা বন্ধ হয়ে যাবে, বিমান ও জাহাজ বিধ্বস্ত হবে, সেইসাথে লক্ষাধিক গাড়ি।

সেমিকন্ডাক্টরে চার্জ বাহক

ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা।অর্ধপরিবাহীতে, ভ্যালেন্স ইলেকট্রন দুটি প্রতিবেশী পরমাণুর "অন্তর্ভুক্ত"। উদাহরণস্বরূপ, একটি সিলিকন ক্রিস্টালে, প্রতিবেশী পরমাণুর প্রতিটি জোড়ায় দুটি "সাধারণ" ইলেকট্রন থাকে। এটি চিত্র 60.1-এ পরিকল্পিতভাবে দেখানো হয়েছে (শুধুমাত্র ভ্যালেন্স ইলেকট্রন এখানে দেখানো হয়েছে)।

অর্ধপরিবাহী ইলেকট্রন এবং পরমাণুর মধ্যে বন্ধন ডাইলেট্রিক্সের তুলনায় দুর্বল। অতএব, এমনকি ঘরের তাপমাত্রায়, কিছু ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের তাপীয় শক্তি তাদের জন্য তাদের জোড়া পরমাণু থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে পরিবাহী ইলেকট্রনে পরিণত হওয়ার জন্য যথেষ্ট। সুতরাং একটি অর্ধপরিবাহীতে ঋণাত্মক চার্জ বাহক রয়েছে।

মুক্ত ইলেকট্রন চলাচলের কারণে একটি অর্ধপরিবাহীর পরিবাহিতাকে ইলেকট্রনিক বলে।

গর্ত সঞ্চালন।যখন একটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন একটি পরিবাহী ইলেকট্রনে পরিণত হয়, তখন এটি এমন একটি স্থানকে খালি করে যেখানে একটি অপূরণীয় ধনাত্মক চার্জ উৎপন্ন হয়। এই জায়গাটিকে গর্ত বলা হয়। একটি গর্ত একটি ধনাত্মক চার্জের সাথে মিলে যায়, একটি ইলেকট্রনের চার্জের পরম মান সমান।

সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে, এটি গর্ত এবং ইলেকট্রনের নির্দেশিত আন্দোলন, যা একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা প্রভাবিত হয়।

পরীক্ষার ফলস্বরূপ, এটি লক্ষ করা গেছে যে অর্ধপরিবাহীগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহ পদার্থের স্থানান্তরের সাথে থাকে না - তারা কোনও রাসায়নিক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায় না। সুতরাং, ইলেকট্রনকে সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে বর্তমান বাহক হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে।

একটি পদার্থের মধ্যে বৈদ্যুতিক প্রবাহ গঠনের ক্ষমতা নির্ধারণ করা যেতে পারে।এই নির্দেশক অনুসারে, কন্ডাক্টরগুলি কন্ডাক্টর এবং ডাইলেট্রিক্সের মধ্যে একটি মধ্যবর্তী অবস্থান দখল করে। সেমিকন্ডাক্টর হয় বিভিন্ন ধরনেরখনিজ, কিছু ধাতু, ধাতব সালফাইড ইত্যাদি। সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহ মুক্ত ইলেকট্রনের ঘনত্বের কারণে উদ্ভূত হয়, যা একটি পদার্থে একটি দিকে যেতে পারে। ধাতু এবং কন্ডাক্টর তুলনা করে, এটি লক্ষ করা যায় যে তাদের পরিবাহিতার উপর তাপমাত্রার প্রভাবের মধ্যে পার্থক্য রয়েছে। তাপমাত্রা বৃদ্ধি একটি হ্রাস বাড়ে অর্ধপরিবাহী মধ্যে, পরিবাহিতা সূচক বৃদ্ধি পায়। অর্ধপরিবাহীতে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে মুক্ত ইলেকট্রনের চলাচল আরও বিশৃঙ্খল হবে। এটি সংঘর্ষের সংখ্যা বৃদ্ধির কারণে। যাইহোক, সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে, ধাতুগুলির সাথে তুলনা করে, মুক্ত ইলেকট্রনের ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। এই কারণগুলির পরিবাহিতা উপর বিপরীত প্রভাব আছে: আরো সংঘর্ষ, কম পরিবাহিতা, বৃহত্তর ঘনত্ব, এটি উচ্চতর। ধাতুগুলিতে, তাপমাত্রা এবং মুক্ত ইলেকট্রনের ঘনত্বের মধ্যে কোনও সম্পর্ক নেই, তাই ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে পরিবাহিতা পরিবর্তনের সাথে, মুক্ত ইলেকট্রনের একটি আদেশকৃত চলাচলের সম্ভাবনা কেবল হ্রাস পায়। সেমিকন্ডাক্টরের ক্ষেত্রে, ঘনত্ব বাড়ানোর প্রভাব বেশি। সুতরাং, তাপমাত্রা যত বাড়বে, পরিবাহিতা তত বেশি হবে।

চার্জ ক্যারিয়ারের গতিবিধি এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহের মতো ধারণার মধ্যে একটি সম্পর্ক রয়েছে। সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে, চার্জ ক্যারিয়ারগুলির উপস্থিতি বিভিন্ন কারণ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যার মধ্যে উপাদানটির তাপমাত্রা এবং বিশুদ্ধতা বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। বিশুদ্ধতা দ্বারা, অর্ধপরিবাহী অপবিত্রতা এবং অন্তর্নিহিত মধ্যে বিভক্ত করা হয়।

অভ্যন্তরীণ কন্ডাক্টরের জন্য, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় অমেধ্যের প্রভাব তাদের জন্য তাৎপর্যপূর্ণ বলে মনে করা যায় না। যেহেতু সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে ব্যান্ডের ব্যবধান ছোট, একটি অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীতে, যখন তাপমাত্রা পৌঁছায়, ভ্যালেন্স ব্যান্ডটি সম্পূর্ণরূপে ইলেকট্রন দিয়ে পূর্ণ হয়। কিন্তু পরিবাহী ব্যান্ড সম্পূর্ণ বিনামূল্যে: এতে কোন বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা নেই এবং এটি একটি নিখুঁত অস্তরক হিসেবে কাজ করে। অন্যান্য তাপমাত্রায়, একটি সম্ভাবনা রয়েছে যে তাপীয় ওঠানামার সময় কিছু ইলেকট্রন সম্ভাব্য বাধা অতিক্রম করতে পারে এবং পরিবাহী ব্যান্ডে নিজেদের খুঁজে পেতে পারে।

থমসন প্রভাব

থার্মোইলেকট্রিক থমসন প্রভাবের নীতি: যখন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে পাস করা হয় যার সাথে একটি তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট থাকে, তখন জুল তাপ ছাড়াও অতিরিক্ত পরিমাণে তাপ তাদের মধ্যে নির্গত বা শোষিত হবে, এটি কোন দিকের দিকে নির্ভর করে তার উপর নির্ভর করে। প্রবাহিত

একটি সমজাতীয় কাঠামোযুক্ত নমুনার অপর্যাপ্তভাবে অভিন্ন গরম করা তার বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে, যার ফলস্বরূপ পদার্থটি একজাতীয় হয়ে যায়। সুতরাং, থমসন ঘটনাটি একটি নির্দিষ্ট পেল্টের ঘটনা। পার্থক্য শুধু যে ভিন্ন রাসায়নিক রচনানমুনা, এবং অ-সাধারণ তাপমাত্রা এই অসঙ্গতি সৃষ্টি করে।