একটি অর্ধপরিবাহী কি

বিদ্যুতের পরিবাহীগুলির পাশাপাশি, প্রকৃতিতে এমন অনেক পদার্থ রয়েছে যেগুলির ধাতব পরিবাহকের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা রয়েছে। এই ধরনের পদার্থকে সেমিকন্ডাক্টর বলা হয়।

সেমিকন্ডাক্টরগুলির মধ্যে রয়েছে: কিছু রাসায়নিক উপাদান যেমন সেলেনিয়াম, সিলিকন এবং জার্মেনিয়াম, সালফার যৌগ যেমন থ্যালিয়াম সালফাইড, ক্যাডমিয়াম সালফাইড, সিলভার সালফাইড, কার্বার্ডাম, কার্বন (হীরা), বোরন, টিন, ফসফরাস, অ্যান্টিমনি, আর্সেনিক, টেলুরিয়াম, আয়োডিন। , এবং একটি সংখ্যা যৌগ যা মেন্ডেলিভ সিস্টেমের 4 - 7 গ্রুপের অন্তত একটি উপাদানকে অন্তর্ভুক্ত করে। এছাড়াও জৈব সেমিকন্ডাক্টর আছে।

সেমিকন্ডাক্টরের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার প্রকৃতি সেমিকন্ডাক্টরের বেস উপাদানে উপস্থিত অমেধ্যের ধরন এবং এর উপাদান অংশগুলির উত্পাদন প্রযুক্তির উপর নির্ভর করে।

সেমিকন্ডাক্টর — সঙ্গে পদার্থ তড়িৎ পরিবাহিতা 10-10 — 104 (ওহম x সেমি)-1 কন্ডাকটর এবং ইনসুলেটরের মধ্যে এই বৈশিষ্ট্যগুলি দ্বারা অবস্থিত।ব্যান্ড তত্ত্ব অনুসারে কন্ডাক্টর, সেমিকন্ডাক্টর এবং ইনসুলেটরগুলির মধ্যে পার্থক্য নিম্নরূপ: বিশুদ্ধ সেমিকন্ডাক্টর এবং ইলেকট্রনিক ইনসুলেটরগুলিতে ভরাট (ভ্যালেন্স) ব্যান্ড এবং পরিবাহী ব্যান্ডের মধ্যে একটি নিষিদ্ধ শক্তি ব্যান্ড থাকে।

কেন সেমিকন্ডাক্টর কারেন্ট সঞ্চালন করে

একটি সেমিকন্ডাক্টরের ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা থাকে যদি এর অপরিষ্কার পরমাণুর বাইরের ইলেকট্রনগুলি সেই পরমাণুর নিউক্লিয়াসের সাথে তুলনামূলকভাবে দুর্বলভাবে আবদ্ধ থাকে। যদি এই ধরণের সেমিকন্ডাক্টরে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করা হয়, তবে এই ক্ষেত্রের শক্তির প্রভাবে সেমিকন্ডাক্টরের অপরিষ্কার পরমাণুর বাইরের ইলেকট্রনগুলি তাদের পরমাণুর সীমানা ছেড়ে মুক্ত ইলেকট্রনে পরিণত হবে।

মুক্ত ইলেকট্রনগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির প্রভাবে অর্ধপরিবাহীতে একটি বৈদ্যুতিক পরিবাহী কারেন্ট তৈরি করবে। অতএব, বৈদ্যুতিকভাবে পরিবাহী অর্ধপরিবাহীগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহের প্রকৃতি ধাতব পরিবাহীর মতোই। কিন্তু যেহেতু একটি ধাতব পরিবাহীর প্রতি একক আয়তনের তুলনায় একটি সেমিকন্ডাক্টরের প্রতি ইউনিট আয়তনের তুলনায় বহুগুণ কম মুক্ত ইলেকট্রন রয়েছে, তাই এটি স্বাভাবিক যে, অন্যান্য সমস্ত অবস্থা একই হওয়ায় একটি অর্ধপরিবাহীতে কারেন্ট ধাতব পদার্থের তুলনায় অনেক গুণ ছোট হবে। কন্ডাক্টর

একটি সেমিকন্ডাক্টরের "গর্ত" পরিবাহিতা থাকে যদি এর অশুদ্ধতার পরমাণুগুলি কেবল তাদের বাইরের ইলেকট্রনগুলি ছেড়ে দেয় না, বরং, বিপরীতে, সেমিকন্ডাক্টরের প্রধান পদার্থের পরমাণুর ইলেকট্রনগুলিকে ক্যাপচার করার প্রবণতা রাখে। যদি একটি অপরিষ্কার পরমাণু মূল পদার্থের একটি পরমাণু থেকে একটি ইলেক্ট্রন কেড়ে নেয়, তবে পরবর্তীতে একটি ইলেক্ট্রনের জন্য এক ধরণের মুক্ত স্থান তৈরি হয় - একটি "গর্ত"।

একটি অর্ধপরিবাহী পরমাণু যা একটি ইলেকট্রন হারিয়েছে তাকে "ইলেক্ট্রন গর্ত" বা কেবল একটি "গর্ত" বলা হয়।যদি "গর্ত" একটি প্রতিবেশী পরমাণু থেকে স্থানান্তরিত একটি ইলেকট্রন দ্বারা ভরা হয়, তবে এটি নির্মূল হয়ে যায় এবং পরমাণুটি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ হয়ে যায় এবং "গর্ত" প্রতিবেশী পরমাণুর দিকে চলে যায় যা একটি ইলেকট্রন হারিয়েছে। অতএব, যদি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র "গর্ত" পরিবাহী সহ একটি অর্ধপরিবাহীতে প্রয়োগ করা হয়, তবে "ইলেকট্রন ছিদ্র" এই ক্ষেত্রের দিকে অগ্রসর হবে।

বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের দিকের "ইলেক্ট্রন হোল" এর পক্ষপাত একটি ক্ষেত্রের ইতিবাচক বৈদ্যুতিক চার্জের গতিবিধির অনুরূপ এবং তাই একটি অর্ধপরিবাহীতে বৈদ্যুতিক প্রবাহের একটি ঘটনা।

সেমিকন্ডাক্টরকে তাদের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার প্রক্রিয়া অনুসারে কঠোরভাবে আলাদা করা যায় না, কারণ "হোল" পরিবাহিতা সহ, এই সেমিকন্ডাক্টরের এক বা অন্য ডিগ্রী পর্যন্ত বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা থাকতে পারে।

অর্ধপরিবাহী দ্বারা চিহ্নিত করা হয়:

• পরিবাহিতা প্রকার (ইলেক্ট্রনিক - এন-টাইপ, হোল -পি -টাইপ);

• প্রতিরোধ

• চার্জ ক্যারিয়ারের জীবনকাল (সংখ্যালঘু) বা প্রসারণের দৈর্ঘ্য, পৃষ্ঠের পুনর্মিলন হার;

• স্থানচ্যুতি ঘনত্ব।

আরো দেখুন: সেমিকন্ডাক্টরের কারেন্ট-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য সিলিকন সবচেয়ে সাধারণ অর্ধপরিবাহী উপাদান

তাপমাত্রায় এমন প্রাণী রয়েছে যা সেমিকন্ডাক্টরের বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে। এর বৃদ্ধি প্রধানত প্রতিরোধের হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে এবং এর বিপরীতে, যেমন। অর্ধপরিবাহী নেতিবাচক উপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয় প্রতিরোধের তাপমাত্রা সহগ… পরম শূন্যের কাছাকাছি, অর্ধপরিবাহী একটি অন্তরক হয়ে যায়।

অনেক ডিভাইস সেমিকন্ডাক্টর ভিত্তিক। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, তারা একক স্ফটিক আকারে প্রাপ্ত করা আবশ্যক।পছন্দসই বৈশিষ্ট্য দিতে, অর্ধপরিবাহী বিভিন্ন অমেধ্য সঙ্গে ডোপ করা হয়। বর্ধিত প্রয়োজনীয়তা শুরু সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ বিশুদ্ধতা উপর আরোপ করা হয়.

সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস

অর্ধপরিবাহী তাপ চিকিত্সা

একটি সেমিকন্ডাক্টরের তাপ চিকিত্সা - একটি প্রদত্ত প্রোগ্রাম অনুসারে একটি অর্ধপরিবাহীকে গরম করা এবং শীতল করা যাতে এর ইলেক্ট্রোফিজিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন করা যায়।

পরিবর্তন: স্ফটিক পরিবর্তন, স্থানচ্যুতি ঘনত্ব, খালি পদের ঘনত্ব বা কাঠামোগত ত্রুটি, পরিবাহিতার ধরণ, ঘনত্ব, গতিশীলতা এবং চার্জ বাহকের জীবনকাল। শেষ চারটি, উপরন্তু, অমেধ্য এবং কাঠামোগত ত্রুটিগুলির মিথস্ক্রিয়া বা স্ফটিকগুলির বাল্ক অংশে অমেধ্যের বিস্তারের সাথে সম্পর্কিত হতে পারে।

জার্মেনিয়ামের নমুনাগুলিকে 550 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় গরম করার পরে দ্রুত শীতল হওয়ার ফলে তাপমাত্রা যত বেশি ঘনত্বে তাপ গ্রহণকারীর উপস্থিতি দেখা যায়। একই তাপমাত্রায় পরবর্তী অ্যানিলিং প্রাথমিক প্রতিরোধ পুনরুদ্ধার করে।

এই ঘটনার সম্ভাব্য প্রক্রিয়া হ'ল জার্মেনিয়াম জালিতে তামার দ্রবীভূত হওয়া যা পৃষ্ঠ থেকে ছড়িয়ে পড়ে বা আগে স্থানচ্যুতিতে জমা হয়েছিল। ধীরগতির অ্যানিলিং এর ফলে তামা কাঠামোগত ত্রুটির উপর জমা হয় এবং জালি থেকে বেরিয়ে যায়। দ্রুত শীতল করার সময় নতুন কাঠামোগত ত্রুটির উপস্থিতিও সম্ভব। উভয় প্রক্রিয়াই জীবনকাল হ্রাস করতে পারে, যা পরীক্ষামূলকভাবে প্রতিষ্ঠিত হয়েছে।

350 - 500 ° তাপমাত্রায় সিলিকনে, তাপ দাতাগুলির গঠন যত বেশি ঘনত্বে ঘটে, স্ফটিক বৃদ্ধির সময় সিলিকনে তত বেশি অক্সিজেন দ্রবীভূত হয়। উচ্চ তাপমাত্রায়, তাপ দাতারা ধ্বংস হয়ে যায়।

700 - 1300 ° রেঞ্জের তাপমাত্রায় গরম করা সংখ্যালঘু চার্জ বাহকদের জীবনকালকে তীব্রভাবে হ্রাস করে (> 1000 ° এ নির্ধারক ভূমিকা পৃষ্ঠ থেকে অমেধ্য প্রসারণের দ্বারা পরিচালিত হয়)। 1000-1300 ° এ সিলিকন গরম করা আলোর অপটিক্যাল শোষণ এবং বিচ্ছুরণকে প্রভাবিত করে।

সেমিকন্ডাক্টরের প্রয়োগ

আধুনিক প্রযুক্তিতে, অর্ধপরিবাহী বিস্তৃত প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে; তারা প্রযুক্তিগত অগ্রগতির উপর খুব শক্তিশালী প্রভাব ফেলেছে। তাদের ধন্যবাদ, ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলির ওজন এবং মাত্রা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা সম্ভব। ইলেকট্রনিক্সের সমস্ত ক্ষেত্রের বিকাশ সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের উপর ভিত্তি করে বিপুল সংখ্যক বৈচিত্র্যময় সরঞ্জাম তৈরি এবং উন্নতির দিকে পরিচালিত করে। সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলি মাইক্রোসেল, মাইক্রোমডিউল, হার্ড সার্কিট ইত্যাদির ভিত্তি হিসাবে কাজ করে।

সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের উপর ভিত্তি করে ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলি কার্যত জড়তাহীন। একটি সাবধানে নির্মিত এবং ভালভাবে সিল করা সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস কয়েক হাজার ঘন্টা ধরে চলতে পারে। যাইহোক, কিছু সেমিকন্ডাক্টর উপকরণের তাপমাত্রার সীমা ছোট থাকে (উদাহরণস্বরূপ, জার্মেনিয়াম), কিন্তু খুব কঠিন নয় তাপমাত্রার ক্ষতিপূরণ বা ডিভাইসের বেস উপাদানটিকে অন্যের সাথে প্রতিস্থাপন করা (উদাহরণস্বরূপ, সিলিকন, সিলিকন কার্বাইড) মূলত এই ত্রুটিটি দূর করে। উন্নতি অর্ধপরিবাহী ডিভাইস উত্পাদন প্রযুক্তির ফলাফল এখনও বিদ্যমান পরামিতি বিচ্ছুরণ এবং অস্থিরতা হ্রাস করে।

ইলেকট্রনিক্সে সেমিকন্ডাক্টর

অর্ধপরিবাহী-ধাতুর যোগাযোগ এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে তৈরি ইলেকট্রন-হোল সংযোগ (n-p জংশন) সেমিকন্ডাক্টর ডায়োড তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।ডাবল জংশন (p-n-p বা n-R-n) — ট্রানজিস্টর এবং থাইরিস্টর। এই ডিভাইসগুলি প্রধানত বৈদ্যুতিক সংকেত সংশোধন, উৎপন্ন এবং প্রসারিত করতে ব্যবহৃত হয়।

সেমিকন্ডাক্টরগুলির ফটোইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি ফটোরেসিস্টর, ফটোডিওড এবং ফটোট্রান্সিস্টর তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। সেমিকন্ডাক্টর দোলনের দোলকদের (এম্প্লিফায়ার) সক্রিয় অংশ হিসাবে কাজ করে সেমিকন্ডাক্টর লেজার… যখন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ পিএন জংশনের মধ্য দিয়ে সামনের দিকে যায়, তখন চার্জ বাহক-ইলেকট্রন এবং গর্ত-ফোটনের নির্গমনের সাথে পুনরায় মিলিত হয়, যা LED তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

এলইডি

সেমিকন্ডাক্টরগুলির থার্মোইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি পেল্টিয়ার প্রভাবের উপর ভিত্তি করে অর্ধপরিবাহী থার্মোইলেকট্রিক প্রতিরোধ, সেমিকন্ডাক্টর থার্মোকল, থার্মোকল এবং থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর এবং সেমিকন্ডাক্টরের থার্মোইলেকট্রিক শীতলকরণ তৈরি করা সম্ভব করেছে, - থার্মোইলেকট্রিক রেফ্রিজারেটর এবং থার্মোস্ট্যাবিলাইজার।

অর্ধপরিবাহী যান্ত্রিক তাপ এবং সৌর শক্তি রূপান্তরকারী বৈদ্যুতিক — থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর এবং ফটোইলেকট্রিক রূপান্তরকারী (সৌর কোষ) ব্যবহার করা হয়।

একটি অর্ধপরিবাহীতে প্রয়োগ করা যান্ত্রিক চাপ তার বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের পরিবর্তন করে (ধাতুগুলির তুলনায় প্রভাবটি শক্তিশালী), যা সেমিকন্ডাক্টর স্ট্রেন গেজের ভিত্তি।

সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলি বিশ্ব অনুশীলনে ব্যাপক হয়ে উঠেছে, ইলেকট্রনিক্সে বিপ্লব ঘটিয়েছে, তারা এর বিকাশ এবং উত্পাদনের ভিত্তি হিসাবে কাজ করে:

• পরিমাপের সরঞ্জাম, কম্পিউটার,

• সমস্ত ধরণের যোগাযোগ এবং পরিবহনের জন্য সরঞ্জাম,

• শিল্প প্রক্রিয়া অটোমেশন জন্য,

• গবেষণা ডিভাইস,

• রকেট

• চিকিৎসা সরঞ্জাম

• অন্যান্য ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং ডিভাইস।

সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির ব্যবহার আপনাকে নতুন সরঞ্জাম তৈরি করতে এবং পুরানো উন্নত করতে দেয়, যার অর্থ এটির আকার, ওজন, বিদ্যুত খরচ হ্রাস করে এবং তাই, সার্কিটে তাপ উত্পাদন হ্রাস করে, শক্তি বৃদ্ধি করে, কর্মের জন্য তাত্ক্ষণিক প্রস্তুতি, এটি দেয়। আপনি আপনাকে ইলেকট্রনিক ডিভাইসের পরিষেবা জীবন এবং নির্ভরযোগ্যতা বাড়ানোর অনুমতি দেয়।