একটি সেমিকন্ডাক্টরে কারেন্ট হওয়ার শর্ত। সেমিকন্ডাক্টরে বৈদ্যুতিক প্রবাহ। অর্ধপরিবাহী ডায়োড। সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস। ভ্যাকুয়ামে বৈদ্যুতিক স্রোত

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 স্রোত নগণ্য, এটি কার্যত অস্তিত্বহীন। অতএব, p-n জংশন বৈদ্যুতিক প্রবাহের একমুখী সঞ্চালন প্রদান করে।

ভাত। 10. ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রা সহ সিলিকনের পারমাণবিক গঠন

সেমিকন্ডাক্টরগুলির পরিবাহী হল ইলেকট্রন-হোল, এবং এই ধরনের পরিবাহকে বলা হয় অন্তর্নিহিত পরিবাহী। এবং পরিবাহী ধাতুগুলির বিপরীতে, তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে বিনামূল্যে চার্জের সংখ্যা বৃদ্ধি পায় (প্রথম ক্ষেত্রে, এটি পরিবর্তিত হয় না), তাই ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে সেমিকন্ডাক্টরগুলির পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায় (চিত্র 10)।

অর্ধপরিবাহী অধ্যয়নের একটি খুব গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল 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 প্রেরণ করতে এবং অন্য দিকে তার উত্তরণকে প্রতিরোধ করতে সক্ষম। এটি একটি পি- বা এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর ক্রিস্টাল (চিত্র 11) এ অন্য ধরনের সেমিকন্ডাক্টর ইমপ্লান্ট করে প্রাপ্ত হয়।

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

এখন দুটি p-n জংশন সহ আরেকটি ডিভাইসকে ট্রানজিস্টর বলা হয়। এটি শুধুমাত্র বর্তমান প্রবাহের দিক নির্বাচন করার জন্য নয়, এটি রূপান্তর করতেও কাজ করে (চিত্র 12)।

ভাত। 12. ট্রানজিস্টরের কাঠামোর স্কিম এবং বৈদ্যুতিক সার্কিটে এর পদবি যথাক্রমে ()

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

পরবর্তী পাঠে, আমরা শূন্যে বৈদ্যুতিক প্রবাহের প্রসার দেখব।

গ্রন্থপঞ্জি

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. পদার্থবিদ্যা (মৌলিক স্তর) - এম.: নেমোজিনা, 2012।
2. গেন্ডেনস্টাইন এল.ই., ডিক ইউ.আই. পদার্থবিদ্যা গ্রেড 10। - এম.: ইলেক্সা, 2005।
3. মায়াকিশেভ জি.ইয়া., সিনিয়াকভ এ.জেড., স্লোবোডসকভ বি.এ. 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 যা ভাল কন্ডাক্টর এবং ভাল ইনসুলেটর (ডাইলেকট্রিক্স) এর মধ্যে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার পরিপ্রেক্ষিতে একটি মধ্যবর্তী অবস্থান দখল করে।

অর্ধপরিবাহী রাসায়নিক উপাদানও (জার্মানিয়াম জিই, সিলিকন সি, সেলেনিয়াম সে, টেলুরিয়াম টে), এবং রাসায়নিক উপাদানের যৌগ (PbS, CdS, ইত্যাদি)।

বিভিন্ন সেমিকন্ডাক্টরে বর্তমান বাহকের প্রকৃতি ভিন্ন। তাদের মধ্যে কিছু, চার্জ বাহক আয়ন হয়; অন্যদের মধ্যে, চার্জ বাহক ইলেকট্রন হয়।

সেমিকন্ডাক্টরের অভ্যন্তরীণ পরিবাহিতা

সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে দুটি ধরণের অভ্যন্তরীণ পরিবাহী রয়েছে: ইলেকট্রনিক পরিবাহী এবং অর্ধপরিবাহীগুলিতে গর্ত পরিবাহী।

1. সেমিকন্ডাক্টরের বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা।

বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা বাহ্যিক প্রভাবের ফলে পরমাণুর ভ্যালেন্স শেল ছেড়ে মুক্ত ইলেকট্রনগুলির আন্তঃপরমাণু স্থানের নির্দেশিত আন্দোলনের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়।

2. সেমিকন্ডাক্টরের হোল পরিবাহিতা।

জোড়া-ইলেক্ট্রন বন্ড - গর্তের ফাঁকা জায়গায় ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের নির্দেশিত চলাচলের সাথে হোল সঞ্চালন করা হয়। একটি ধনাত্মক আয়ন (গর্ত) এর কাছাকাছি অবস্থিত একটি নিরপেক্ষ পরমাণুর ভ্যালেন্স ইলেকট্রন গর্তের দিকে আকৃষ্ট হয় এবং এতে ঝাঁপ দেয়। এই ক্ষেত্রে, একটি নিরপেক্ষ পরমাণুর জায়গায় একটি ধনাত্মক আয়ন (গর্ত) গঠিত হয় এবং একটি ধনাত্মক আয়ন (গর্ত) এর জায়গায় একটি নিরপেক্ষ পরমাণু গঠিত হয়।

একটি আদর্শভাবে বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীতে কোনো বিদেশী অমেধ্য ছাড়াই, প্রতিটি মুক্ত ইলেক্ট্রন একটি গর্তের গঠনের সাথে মিলে যায়, অর্থাৎ কারেন্ট তৈরিতে জড়িত ইলেকট্রন এবং গর্তের সংখ্যা একই।

যে পরিবাহীতে একই সংখ্যক চার্জ বাহক (ইলেকট্রন এবং ছিদ্র) ঘটে তাকে সেমিকন্ডাক্টরের অন্তর্নিহিত পরিবাহিতা বলে।

সেমিকন্ডাক্টরের অভ্যন্তরীণ পরিবাহিতা সাধারণত ছোট হয়, যেহেতু মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা কম। অমেধ্যের সামান্যতম চিহ্নগুলি সেমিকন্ডাক্টরগুলির বৈশিষ্ট্যকে আমূল পরিবর্তন করে।

অমেধ্য উপস্থিতিতে অর্ধপরিবাহী বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা

একটি সেমিকন্ডাক্টরের অমেধ্য হল বিদেশী রাসায়নিক উপাদানের পরমাণু যা প্রধান অর্ধপরিবাহীতে থাকে না।

অপরিচ্ছন্নতা পরিবাহিতা- এটি সেমিকন্ডাক্টরগুলির পরিবাহিতা, তাদের স্ফটিক জালিতে অমেধ্য প্রবর্তনের কারণে।

কিছু ক্ষেত্রে, অমেধ্যগুলির প্রভাব নিজেকে প্রকাশ করে যে সঞ্চালনের "গর্ত" প্রক্রিয়াটি কার্যত অসম্ভব হয়ে ওঠে এবং অর্ধপরিবাহীতে কারেন্ট প্রধানত মুক্ত ইলেক্ট্রনের চলাচলের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়। এই ধরনের অর্ধপরিবাহী বলা হয় ইলেকট্রনিক সেমিকন্ডাক্টরবা n-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর(ল্যাটিন শব্দ নেগেটিভাস থেকে - নেতিবাচক)। প্রধান চার্জ বাহক ইলেকট্রন, এবং প্রধান বেশী গর্ত হয় না. n-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর হল সেমিকন্ডাক্টর যার দাতার অমেধ্য রয়েছে।

1. দাতার অমেধ্য।

দাতার অমেধ্য হল সেইগুলি যেগুলি সহজেই ইলেকট্রন দান করে এবং ফলস্বরূপ, বিনামূল্যে ইলেকট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি করে। দাতার অমেধ্য একই সংখ্যক গর্তের উপস্থিতি ছাড়াই পরিবাহী ইলেকট্রন সরবরাহ করে।

টেট্রাভ্যালেন্ট জার্মেনিয়াম জি-তে দাতার অশুদ্ধতার একটি সাধারণ উদাহরণ হল পেন্টাভ্যালেন্ট আর্সেনিক পরমাণু।

অন্যান্য ক্ষেত্রে, মুক্ত ইলেক্ট্রনের চলাচল কার্যত অসম্ভব হয়ে ওঠে এবং কারেন্ট কেবল গর্তের চলাচলের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়। এই অর্ধপরিবাহী বলা হয় গর্ত সেমিকন্ডাক্টরবা পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর(ল্যাটিন শব্দ পজিটিভাস থেকে - পজিটিভ)। প্রধান চার্জ বাহক হল গর্ত, এবং প্রধান নয় - ইলেকট্রন। . পি-টাইপের সেমিকন্ডাক্টর হল সেমিকন্ডাক্টর যার গ্রহণকারী অমেধ্য রয়েছে।

গ্রহণকারী অমেধ্য হল অমেধ্য যেখানে স্বাভাবিক জোড়া-ইলেক্ট্রন বন্ড গঠনের জন্য পর্যাপ্ত ইলেকট্রন নেই।

জার্মেনিয়াম জি-তে গ্রহণকারী অশুদ্ধতার একটি উদাহরণ হল ত্রয়ী গ্যালিয়াম পরমাণু Ga

পি-টাইপ এবং এন-টাইপ পি-এন জংশনের সেমিকন্ডাক্টরের যোগাযোগের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক প্রবাহ হল পি-টাইপ এবং এন-টাইপের দুটি অপরিষ্কার অর্ধপরিবাহীর যোগাযোগ স্তর; p-n জংশন হল একই একক স্ফটিকের মধ্যে গর্ত (p) পরিবাহী এবং ইলেকট্রনিক (n) পরিবাহী সহ একটি সীমানা পৃথককারী অঞ্চল।

সরাসরি p-n জংশন

যদি এন-অর্ধপরিবাহী শক্তির উৎসের ঋণাত্মক মেরুতে সংযুক্ত থাকে এবং শক্তির উৎসের ধনাত্মক মেরুটি পি-সেমিকন্ডাক্টরের সাথে সংযুক্ত থাকে, তাহলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায় এন-অর্ধপরিবাহীতে ইলেকট্রন এবং পি-সেমিকন্ডাক্টরের ছিদ্রগুলি একে অপরের দিকে সেমিকন্ডাক্টর ইন্টারফেসে চলে যাবে। ইলেক্ট্রন, সীমানা অতিক্রম করে, গর্তগুলি "ভরাট" করে, পিএন জংশনের মাধ্যমে বর্তমান প্রধান চার্জ বাহক দ্বারা সঞ্চালিত হয়। ফলস্বরূপ, সমগ্র নমুনার পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায়। বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের এমন একটি সরাসরি (থ্রুপুট) দিক দিয়ে, বাধা স্তরের বেধ এবং এর প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়।

এই দিকে, কারেন্ট দুটি সেমিকন্ডাক্টরের সীমানার মধ্য দিয়ে যায়।

বিপরীত পিএন জংশন

যদি n-অর্ধপরিবাহী শক্তির উৎসের ধনাত্মক মেরুতে সংযুক্ত থাকে এবং p-অর্ধপরিবাহী শক্তির উৎসের ঋণাত্মক মেরুতে সংযুক্ত থাকে, তাহলে এন-সেমিকন্ডাক্টরের ইলেকট্রন এবং ক্রিয়ার অধীনে p-অর্ধপরিবাহীতে ছিদ্র হয়। একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ইন্টারফেস থেকে বিপরীত দিকে সরে যাবে, p -n-ট্রানজিশনের মাধ্যমে কারেন্ট ক্ষুদ্র চার্জ বাহক দ্বারা সঞ্চালিত হয়। এটি বাধা স্তরের ঘনত্ব এবং এর প্রতিরোধের বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। ফলস্বরূপ, নমুনার পরিবাহিতা নগণ্য বলে প্রমাণিত হয় এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা বড়।

একটি তথাকথিত বাধা স্তর গঠিত হয়। বাহ্যিক ক্ষেত্রের এই দিক দিয়ে, বৈদ্যুতিক প্রবাহ কার্যত p- এবং n-অর্ধপরিবাহীগুলির যোগাযোগের মধ্য দিয়ে যায় না।

এইভাবে, ইলেকট্রন-গর্ত রূপান্তরের একতরফা পরিবাহিতা রয়েছে।

ভোল্টেজের উপর কারেন্টের নির্ভরতা - ভোল্ট - p-n জংশনের বর্তমান বৈশিষ্ট্য চিত্রে দেখানো হয়েছে (ভোল্ট - সরাসরি p-n সংযোগের বর্তমান বৈশিষ্ট্য একটি কঠিন রেখা দ্বারা দেখানো হয়েছে, বিপরীত p-n জংশনের ভোল্ট - অ্যাম্পিয়ার বৈশিষ্ট্য দেখানো হয়েছে একটি বিন্দুযুক্ত লাইন দ্বারা)।

সেমিকন্ডাক্টর:

সেমিকন্ডাক্টর ডায়োড - বিকল্প কারেন্ট সংশোধন করার জন্য, এটি বিভিন্ন প্রতিরোধের সাথে একটি p - n - জংশন ব্যবহার করে: সামনের দিকে, p - n - জংশনের প্রতিরোধ বিপরীত দিকের তুলনায় অনেক কম।

ফটোরেসিস্টর - দুর্বল আলোর প্রবাহের নিবন্ধন এবং পরিমাপের জন্য। তাদের সাহায্যে, পৃষ্ঠের গুণমান নির্ধারণ করুন, পণ্যের মাত্রা নিয়ন্ত্রণ করুন।

থার্মিস্টর - দূরবর্তী তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য, ফায়ার অ্যালার্ম।

সেমিকন্ডাক্টর হল এমন এক শ্রেণীর পদার্থ যেখানে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় এবং বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। এই অর্ধপরিবাহী ধাতু থেকে মৌলিকভাবে ভিন্ন।

সাধারণ অর্ধপরিবাহী হল জার্মেনিয়াম এবং সিলিকনের স্ফটিক, যেখানে পরমাণুগুলি একটি সমযোজী বন্ধন দ্বারা একত্রিত হয়। সেমিকন্ডাক্টরের যেকোনো তাপমাত্রায় মুক্ত ইলেকট্রন থাকে। বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে মুক্ত ইলেকট্রনগুলি স্ফটিকের মধ্যে চলাচল করতে পারে, একটি বৈদ্যুতিন পরিবাহী কারেন্ট তৈরি করে। স্ফটিক জালির একটি পরমাণুর বাইরের শেল থেকে একটি ইলেক্ট্রন অপসারণ এই পরমাণুটিকে একটি ধনাত্মক আয়নে রূপান্তরিত করে। প্রতিবেশী পরমাণুগুলির একটি থেকে একটি ইলেক্ট্রন ক্যাপচার করে এই আয়নটিকে নিরপেক্ষ করা যেতে পারে। আরও, পরমাণু থেকে ধনাত্মক আয়নে ইলেকট্রনের রূপান্তরের ফলস্বরূপ, অনুপস্থিত ইলেকট্রনের সাথে স্থানের স্ফটিকের মধ্যে বিশৃঙ্খল আন্দোলনের একটি প্রক্রিয়া ঘটে। বাহ্যিকভাবে, এই প্রক্রিয়াটিকে একটি ধনাত্মক বৈদ্যুতিক চার্জের আন্দোলন হিসাবে ধরা হয়, যাকে বলা হয় গর্ত.

যখন একটি ক্রিস্টাল একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয়, তখন গর্তের একটি আদেশকৃত গতি ঘটে - একটি গর্ত পরিবাহী কারেন্ট।

একটি আদর্শ সেমিকন্ডাক্টর ক্রিস্টালে, সমান সংখ্যক নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন এবং ধনাত্মক চার্জযুক্ত গর্তের গতিবিধি দ্বারা একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি হয়। আদর্শ অর্ধপরিবাহীতে পরিবাহিতাকে বলা হয় অন্তর্নিহিত পরিবাহিতা।

অর্ধপরিবাহী বৈশিষ্ট্যগুলি অমেধ্য বিষয়বস্তুর উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল। অপবিত্রতা দুই প্রকার- দাতা ও গ্রহণকারী।

ইলেকট্রন দান করে এবং ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা তৈরি করে এমন অমেধ্যকে বলা হয় দাতা(প্রধান সেমিকন্ডাক্টরের চেয়ে বেশি ভ্যালেন্স থাকা অমেধ্য)। যেসব অর্ধপরিবাহীতে ইলেকট্রনের ঘনত্ব ছিদ্রের ঘনত্বকে ছাড়িয়ে যায় তাদেরকে এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর বলে।

ইলেকট্রন ধারণ করে এবং এর ফলে পরিবাহী ইলেকট্রনের সংখ্যা না বাড়িয়ে মোবাইল হোল তৈরি করে এমন অমেধ্য বলা হয় গ্রহণকারী(প্রধান সেমিকন্ডাক্টরের চেয়ে কম ভ্যালেন্স থাকা অমেধ্য)।

নিম্ন তাপমাত্রায়, গর্তগুলি একটি গ্রহণকারী অশুদ্ধতা সহ একটি অর্ধপরিবাহী স্ফটিকের প্রধান বর্তমান বাহক এবং ইলেকট্রনগুলি প্রধান বাহক নয়। সেমিকন্ডাক্টর যেগুলিতে গর্তের ঘনত্ব পরিবাহী ইলেকট্রনের ঘনত্বকে ছাড়িয়ে যায় তাদেরকে হোল সেমিকন্ডাক্টর বা পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর বলে। বিভিন্ন ধরনের পরিবাহিতা সহ দুটি সেমিকন্ডাক্টরের যোগাযোগ বিবেচনা করুন।

সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহকগুলির পারস্পরিক প্রসারণ এই অর্ধপরিবাহীগুলির সীমানার মধ্য দিয়ে ঘটে: ইলেকট্রনগুলি n-সেমিকন্ডাক্টর থেকে পি-সেমিকন্ডাক্টরে এবং পি-সেমিকন্ডাক্টর থেকে এন-সেমিকন্ডাক্টরে গর্ত করে। ফলস্বরূপ, যোগাযোগের সংলগ্ন n-অর্ধপরিবাহীর অংশটি ইলেকট্রনগুলিতে ক্ষয়প্রাপ্ত হবে এবং খালি অপরিষ্কার আয়নগুলির উপস্থিতির কারণে এতে একটি অতিরিক্ত ধনাত্মক চার্জ তৈরি হবে। পি-সেমিকন্ডাক্টর থেকে এন-সেমিকন্ডাক্টরে গর্তের গতিবিধি পি-সেমিকন্ডাক্টরের সীমানা অঞ্চলে একটি অতিরিক্ত ঋণাত্মক চার্জের উপস্থিতির দিকে নিয়ে যায়। ফলস্বরূপ, একটি দ্বিগুণ বৈদ্যুতিক স্তর গঠিত হয় এবং একটি যোগাযোগ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উদ্ভব হয়, যা প্রধান চার্জ বাহকগুলির আরও বিস্তারকে বাধা দেয়। এই স্তর বলা হয় লকিং.

একটি বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বাধা স্তরের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতাকে প্রভাবিত করে। যদি সেমিকন্ডাক্টরগুলি উৎসের সাথে সংযুক্ত থাকে যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে। 55, তারপর একটি বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কর্মের অধীনে, প্রধান চার্জ বাহক - এন-সেমিকন্ডাক্টরে মুক্ত ইলেক্ট্রন এবং পি-সেমিকন্ডাক্টরের ছিদ্র - সেমিকন্ডাক্টরগুলির ইন্টারফেসের দিকে একে অপরের দিকে অগ্রসর হবে, যখন p-n এর পুরুত্ব জংশন হ্রাস পায়, তাই এর প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। এই ক্ষেত্রে, বর্তমান শক্তি বাহ্যিক প্রতিরোধের দ্বারা সীমাবদ্ধ। বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের এই দিকটিকে সরাসরি বলা হয়। p-n-জংশনের সরাসরি সংযোগ বর্তমান-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্যের ধারা 1 এর সাথে মিলে যায় (চিত্র 57 দেখুন)।

বিভিন্ন মিডিয়াতে বৈদ্যুতিক বর্তমান বাহক এবং কারেন্ট-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্যগুলি সারণীতে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে। 1.

যদি সেমিকন্ডাক্টরগুলি উৎসের সাথে সংযুক্ত থাকে যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে। 56, তারপর এন-সেমিকন্ডাক্টরের ইলেকট্রন এবং পি-সেমিকন্ডাক্টরের ছিদ্রগুলি সীমানা থেকে বিপরীত দিকের সীমানা থেকে একটি বহিরাগত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কর্মের অধীনে চলে যাবে। বাধা স্তরের বেধ এবং তাই এর প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের এই দিক দিয়ে - বিপরীত (অবরুদ্ধ) শুধুমাত্র ছোট চার্জ বাহকগুলি ইন্টারফেসের মধ্য দিয়ে যায়, যার ঘনত্ব প্রধানগুলির তুলনায় অনেক কম এবং বর্তমান কার্যত শূন্য। পিএন জংশনের বিপরীত অন্তর্ভুক্তি কারেন্ট-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য (চিত্র 57) এর বিভাগ 2-এর সাথে মিলে যায়।

সুতরাং, p-n জংশনের একটি অসমিত পরিবাহিতা রয়েছে। এই বৈশিষ্ট্যটি সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডে ব্যবহৃত হয় যার মধ্যে একটি একক পি-এন জংশন থাকে এবং ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, এসি সংশোধন বা সনাক্তকরণের জন্য।

আধুনিক ইলেকট্রনিক প্রযুক্তিতে সেমিকন্ডাক্টর ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

তাপমাত্রার উপর অর্ধপরিবাহী ধাতুগুলির বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের নির্ভরতা বিশেষ অর্ধপরিবাহী যন্ত্রগুলিতে ব্যবহৃত হয় - থার্মিস্টর. যে ডিভাইসগুলি আলো দ্বারা আলোকিত হলে তাদের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের পরিবর্তন করতে অর্ধপরিবাহী স্ফটিকগুলির বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে তাদের বলা হয় ফটোরেসিস্টর.

ভ্যাকুয়ামে বৈদ্যুতিক স্রোত

যদি দুটি ইলেক্ট্রোড একটি সীলমোহরযুক্ত পাত্রে স্থাপন করা হয় এবং জাহাজ থেকে বায়ু সরানো হয়, তবে শূন্যে বৈদ্যুতিক প্রবাহের উদ্ভব হয় না - কোন বৈদ্যুতিক প্রবাহ বাহক নেই। আমেরিকান বিজ্ঞানী T. A. Edison (1847-1931) 1879 সালে আবিষ্কার করেছিলেন যে একটি ভ্যাকুয়াম গ্লাস ফ্লাস্কে বৈদ্যুতিক প্রবাহ ঘটতে পারে যদি এর একটি ইলেক্ট্রোড উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয়। উত্তপ্ত দেহের পৃষ্ঠ থেকে মুক্ত ইলেকট্রন নির্গমনের ঘটনাকে থার্মিয়নিক নির্গমন বলে। দেহের পৃষ্ঠ থেকে একটি ইলেক্ট্রন মুক্ত করার জন্য যে কাজটি করতে হবে তাকে কাজ ফাংশন বলে। থার্মিয়নিক নির্গমনের ঘটনাটি ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে শরীরের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে পদার্থের ইলেকট্রনের একটি নির্দিষ্ট অংশের গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়। যদি একটি ইলেক্ট্রনের গতিশক্তি কাজের ফাংশনকে ছাড়িয়ে যায়, তবে এটি ধনাত্মক আয়ন থেকে আকর্ষণীয় শক্তির ক্রিয়াকে কাটিয়ে উঠতে পারে এবং শরীরের পৃষ্ঠকে শূন্যে ছেড়ে দিতে পারে। বিভিন্ন ইলেকট্রন টিউবের অপারেশন থার্মিয়নিক নির্গমনের ঘটনার উপর ভিত্তি করে।

সেমিকন্ডাক্টর- এটি এমন একটি পদার্থ যেখানে প্রতিরোধ ক্ষমতা বিস্তৃত পরিসরে পরিবর্তিত হতে পারে এবং ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে খুব দ্রুত হ্রাস পায়, যার অর্থ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা (1 / R) বৃদ্ধি পায়।
- সিলিকন, জার্মেনিয়াম, সেলেনিয়াম এবং কিছু যৌগে পরিলক্ষিত হয়।

পরিবাহী প্রক্রিয়াঅর্ধপরিবাহী

সেমিকন্ডাক্টর স্ফটিকগুলির একটি পারমাণবিক স্ফটিক জালি থাকে, যেখানে বাইরের ইলেকট্রন 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।

অর্ধপরিবাহী বিশুদ্ধ (কোন অমেধ্য নেই)

যদি সেমিকন্ডাক্টর খাঁটি হয় (অমেধ্য ছাড়া), তাহলে এটি আছে নিজস্বপরিবাহিতা, যা ছোট।

দুটি ধরণের অভ্যন্তরীণ পরিবাহিতা রয়েছে:

1 বৈদ্যুতিক(পরিবাহিতা "n" - প্রকার)

অর্ধপরিবাহীতে কম তাপমাত্রায়, সমস্ত ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের সাথে যুক্ত থাকে এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা বড় হয়; তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে কণার গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, বন্ধন ভেঙ্গে যায় এবং মুক্ত ইলেকট্রন উপস্থিত হয় - প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়।
মুক্ত ইলেকট্রন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি ভেক্টরের বিপরীতে চলে।
সেমিকন্ডাক্টরের ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা মুক্ত ইলেকট্রনের উপস্থিতির কারণে।

2. ছিদ্রযুক্ত(পরিবাহিতা "p"-টাইপ)

তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে, পরমাণুর মধ্যে সমযোজী বন্ধনগুলি ধ্বংস হয়ে যায়, ভ্যালেন্স ইলেকট্রন দ্বারা সঞ্চালিত হয় এবং একটি অনুপস্থিত ইলেকট্রন সহ স্থানগুলি গঠিত হয় - একটি "গর্ত"।
এটি স্ফটিক জুড়ে স্থানান্তর করতে পারে, কারণ. এর স্থান ভ্যালেন্স ইলেকট্রন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হতে পারে। একটি "গর্ত" সরানো একটি ধনাত্মক চার্জ সরানোর সমতুল্য।
ছিদ্রটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি ভেক্টরের দিকে চলে যায়।

উত্তাপ ছাড়াও, সমযোজী বন্ধন ভেঙে যাওয়া এবং অর্ধপরিবাহীগুলির অভ্যন্তরীণ পরিবাহিতার উপস্থিতি আলোকসজ্জা (ফটোকন্ডাক্টিভিটি) এবং শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট হতে পারে।

একটি বিশুদ্ধ সেমিকন্ডাক্টরের মোট পরিবাহিতা হল "p" এবং "n" ধরনের পরিবাহিতার সমষ্টি
এবং একে ইলেকট্রন-হোল পরিবাহিতা বলা হয়।

অমেধ্য উপস্থিতিতে সেমিকন্ডাক্টর

তাদের আছে নিজস্ব + অপবিত্রতাপরিবাহিতা
অমেধ্য উপস্থিতি পরিবাহিতা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে।
যখন অমেধ্যগুলির ঘনত্ব পরিবর্তিত হয়, তখন বৈদ্যুতিক প্রবাহের বাহকের সংখ্যা - ইলেকট্রন এবং গর্ত - পরিবর্তিত হয়।
কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা সেমিকন্ডাক্টরগুলির ব্যাপক ব্যবহারের অন্তর্নিহিত।

বিদ্যমান:

1)দাতাঅমেধ্য (ত্যাগ করা)

তারা সেমিকন্ডাক্টর স্ফটিকগুলিতে ইলেকট্রনের অতিরিক্ত সরবরাহকারী, সহজেই ইলেকট্রন দান করে এবং একটি অর্ধপরিবাহীতে বিনামূল্যে ইলেকট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি করে।
এরা কন্ডাক্টর "n" - টাইপ, অর্থাৎ দাতার অমেধ্য সহ অর্ধপরিবাহী, যেখানে প্রধান চার্জ বাহক ইলেকট্রন, এবং সংখ্যালঘুটি গর্ত।
যেমন একটি অর্ধপরিবাহী ইলেকট্রনিক অপরিষ্কার পরিবাহিতা আছে.

যেমন আর্সেনিক।

2. গ্রহণকারীঅমেধ্য (হোস্ট)

তারা নিজেদের মধ্যে ইলেকট্রন গ্রহণ করে "গর্ত" তৈরি করে।
এগুলো সেমিকন্ডাক্টর "p" - টাইপ,সেগুলো. গ্রহণকারী অমেধ্য সহ অর্ধপরিবাহী, যেখানে প্রধান চার্জ বাহক ছিদ্র, এবং সংখ্যালঘু হল ইলেকট্রন।
যেমন একটি অর্ধপরিবাহী গর্ত অপবিত্রতা পরিবাহিতা আছে.

উদাহরণস্বরূপ, ইন্ডিয়াম।

"p-n" সংযোগের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য

"p-n" রূপান্তর(বা ইলেক্ট্রন-হোল ট্রানজিশন) - দুটি সেমিকন্ডাক্টরের যোগাযোগের ক্ষেত্র, যেখানে পরিবাহিতা ইলেকট্রনিক থেকে গর্তে পরিবর্তিত হয় (বা তদ্বিপরীত)।

একটি সেমিকন্ডাক্টর স্ফটিকের মধ্যে, এই ধরনের অঞ্চলগুলি অমেধ্য প্রবর্তন করে তৈরি করা যেতে পারে। বিভিন্ন পরিবাহিতা সহ দুটি অর্ধপরিবাহীর যোগাযোগ অঞ্চলে, পারস্পরিক বিস্তার ঘটবে। ইলেকট্রন এবং ছিদ্র এবং একটি ব্লকিং বৈদ্যুতিক স্তর গঠিত হয়।ব্লকিং স্তরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সীমানার মধ্য দিয়ে ইলেকট্রন এবং গর্তের আরও স্থানান্তরকে বাধা দেয়। সেমিকন্ডাক্টরের অন্যান্য ক্ষেত্রগুলির তুলনায় বাধা স্তরটির একটি বর্ধিত প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।

অ্যাক্সেস মোড p-n রূপান্তর:

বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ব্লকিং (বিপরীত) দিক দিয়ে, বৈদ্যুতিক প্রবাহ দুটি সেমিকন্ডাক্টরের যোগাযোগ এলাকার মধ্য দিয়ে যাবে না।
কারণ ইলেক্ট্রন এবং গর্তগুলি সীমানা থেকে বিপরীত দিকে সরে যায়, তারপরে ব্লকিং স্তরটি ঘন হয়, এর প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।

ব্লকিং মোড p-n ট্রানজিশন।

সেমিকন্ডাক্টর হল এমন পদার্থ যার প্রতিরোধ ক্ষমতা ডাইলেক্ট্রিকের তুলনায় অনেক গুণ 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 অর্ধপরিবাহীগুলির এই বৈশিষ্ট্যটি ব্যবহার করতে শুরু করেছিলেন স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ সহ অত্যন্ত ক্ষুদ্র, জটিল ডিভাইস তৈরি করতে, যেমন 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 (নিখুঁত থেকে দূরে!) সেমিকন্ডাক্টরগুলি "কাজ করতে অস্বীকার করে", তাহলে কম্পিউটার এবং টেলিভিশনের স্ক্রিনগুলি অবিলম্বে বেরিয়ে যাবে, মোবাইল ফোনগুলি নীরব হয়ে যাবে এবং কৃত্রিম উপগ্রহগুলি নিয়ন্ত্রণ হারাবে। হাজার হাজার শিল্প থেমে যাবে, বিমান ও জাহাজ বিধ্বস্ত হবে, সেইসাথে লক্ষাধিক গাড়ি।

সেমিকন্ডাক্টরে চার্জ বাহক

ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা।অর্ধপরিবাহীতে, ভ্যালেন্স ইলেকট্রন দুটি প্রতিবেশী পরমাণুর "অন্তর্ভুক্ত"। উদাহরণস্বরূপ, একটি সিলিকন স্ফটিক, প্রতিবেশী পরমাণুর প্রতিটি জোড়া দুটি "সাধারণ" ইলেকট্রন আছে। 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 তাপ 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 স্থান 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।