10.3
رقاقة السيليكون النقية المستخدمة في الدوائر المتكاملة هي أشباه موصلات جوهرية تفتقر إلى الشوائب وتظهر موصلية كهربائية منخفضة.
عند صفر كلفن ، يكون نطاق التوصيل فارغا. يتم إعطاء احتمال شغل الإلكترون عند مستويات طاقة مختلفة من خلال مستوى فيرمي. هنا ، يقع في منتصف فجوة النطاق.
عندما ترتفع درجة الحرارة ، تنتقل عدة إلكترونات إلى نطاق التوصيل ، مما ينتج عنه تركيز متساو للإلكترونات والثقوب في نطاقات كل منها.
يمكن تصميم الموصلية للسيليكون الجوهري عن طريق إدخال الشوائب من خلال المنشطات ، والتي تحولها إلى أشباه موصلات خارجية.
يحتوي السيليكون على أربعة إلكترونات تكافؤ. عندما يتم تخديره بشوائب خماسية التكافؤ ، فإنه يحل محل ذرة السيليكون ويتبرع بإلكترون زائد ، والذي يعمل كناقل للأغلبية. تسمى أشباه الموصلات هذه أشباه الموصلات من النوع N. هنا ، يتم إزاحة مستوى فيرمي بالقرب من نطاق التوصيل.
على العكس من ذلك ، فإن الشوائب ثلاثية التكافؤ تخلق مواقع شاغرة تسمى الثقوب ، وتشكل ناقلات الشحن الأكبرية. تسمى أشباه الموصلات هذه أشباه الموصلات من النوع p. هنا ، يتم تحويل مستوى فيرمي نحو نطاق التكافؤ.
أشباه الموصلات الجوهرية هي مواد نقية للغاية ولا تحتوي على شوائب. عند الصفر المطلق، تعمل أشباه الموصلات هذه كعوازل مثالية لأن جميع إلكترونات التكافؤ تك…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.