半導体材料の特性は何ですか?


ベストアンサー

電気電子工学を理解するには、大きな飛躍が必要であり、次の関係を受け入れる必要があります。電気電子工学には、電子の質量と電荷の静的または運動変化率によって導体によってサポートされる多くの機能が含まれ、「非電子」の変化率によって真空および絶縁体でサポートされる他の機能と操作があります。 “または変位(見かけの)電流、変位(見かけの)質量および変位(見かけの)電荷、場合によっては、真空または絶縁体を介して電子銃によって投げられて発射される運動量および「電子の質量および電荷」による。電子は質量と電荷を持っているので素晴らしい小さな実体であり、異なる場所に移動したり、同じ場所で振動したりすると、異なる電圧レベルを獲得するときに電流を生成します。移動する電子(電流)に関連して磁場があり、電圧に関連して電場があります。さて、磁場と電場はそれを支えるために質量も荷電電子も必要としませんが、私たちはそれらに「変位(見かけの)電流」の概念を話し、関連付けます。哲学的には「変位(見かけの質量)」と「変位(見かけの)電荷。これはすべて、実際の質量がない真空中でも、運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの概念につながります。したがって、自分自身を電気エンジニアと呼ぶには、何であるかを理解する必要があります。導体と絶縁体の両方で、電流、電圧、磁場と電界、および電流、電圧、磁界と電界のより高い変化率があります。現在、導体は可変抵抗値、可変インダクタンスを持つことができますが、絶縁体は、関連付けると可変容量を持つことができますこれらのコンポーネントはすべて、導体の「電子」または絶縁体の「非電子」のいずれかによって供給される電場を処理する必要があります。したがって、基本的にはSEMICONです。 DUTORは、電流、電圧、磁場、電場をサポートする目的で、短絡導体と完全な絶縁真空の間で動作するように合成された材料です。さて、他の人間や他の生命と同様に、生命を生み出すには2つの要素が必要ですが、ここでは生命については説明しませんが、反応と活動については説明します。私たちの世界に存在するさまざまな要素には表面効果と活動があることは誰もが知っています。それらが接触すると、他の表面が同じ要素について言うと、それらは各部分と反応しませんが、異なる要素が接触すると、アルミニウムと銅、または鉄と水と言うと、接合部で、生命の一形態であるRUSTの場合のように反応がありますが、私たちはそれをLIFEとは呼びません。私たちはそれを反応と呼びます。電子工学と電気工学では、中性の材料にさまざまなレベルの電子をドープすることで、男性と女性に相当するものを作成できること、または穴と言ってもよいことは興味深いことです。アルミニウムと銅の場合、接合部に電気的効果があり、接合部が1つあると常にさまざまな「非対称性」が存在するため、電子が1つの表面から次の表面に高跳びして非対称性が生じます。これらの非対称性は、2つの要素が出会うと、接合部に電圧が印加されたときに整流の形をとることがあり、接合部に光と熱などの外部エネルギー、または結晶のように機械的な力が与えられると、接合部は電気を生成できます。ここで最も重要な問題は、絶縁体のさまざまなレベルの導電率またはさまざまな特性で単独で使用できる材料が必要なことです。異なる材料の接合が必要な場合があるため、N型(過剰な電子)とP型(過剰な正孔)の材料と呼ばれる異なる半導体材料を作成する必要がありますが、これらでもN型の異なるレベルまたは解像度で作成できます。およびPタイプ。異なるレベルでドープされ、接触して配置された2つのN型半導体材料も「電子的に」反応します。異なる半導体材料で作られたN接合とP接合の非対称性を使用してダイオードを作成する場合もあれば、異なる半導体で作られた接合を使用する場合もあります。 CRTまたはテレビセットのカソードからアノードまでの古いバルブ(チューブ)で行っていたように、接合部から電子を撃ち落とすための材料。 。航空母艦では、蒸気カタパルトで10トンのジェット機を発射します。電気工学では、薄い材料を作成すれば、ガンソースとして異なる半導体材料で作成された接合部から電子を発射できます。しかし、それらを捕らえる必要があります。また、以前のバルブのようにトランジスタを真空にすることはできません。これは、すべてのトランジスタが「低温」であり、熱陰極のために電子を発射または「蒸発」させないためです。しかし、異なる半導体材料で作られた接合に固有の他の「電子的特徴特性」のためです。トランジスタでは、エミッタ-ベース接合はNP接合の非対称性を使用して電子を発射し、ベース-コレクタ接合は電子を捕捉しますが、後者の場合、増幅器が必要な場合は、バルブで使用されていた真空を置き換える必要があります。 。したがって、エミッタ-ベース接合は2つの異なる半導体材料の順方向非対称性を使用して短絡または可能な限り低い抵抗を取得しますが、ベース-コレクタ接合はNP材料の逆非対称性を使用して開回路または掃除機をかけることができるので閉じます。シリコントランジスタの場合は約100,000オームで、古いゲルマニウム半導体の場合ははるかに低くなります。それでは、私たちが言ったことを再開しましょう。 *短絡と開回路は電気工学で非常に役立ちます。 *短絡を近接して巻いてインダクタを生成し、開回路を制限してコンデンサを生成し、単独の半導体を使用して任意の値の抵抗を生成することができます。 *接合部の表面のようにペアで使用すると、各部品の半導体性のレベルが異なり、接合部の非対称性によってダイオードが生成される可能性があります。ダイオードは、一方向の短絡と真空の特性を備えています。または他の方向の絶縁体。 * 2つの半導体接合を背中合わせに使用すると、接合の一部が非常に薄くなり、もう1つの接合が必要になったときに、1つの接合に2つの異なるドープ半導体を短絡として機能させ、接合から電子を放出するように配置できます。電子(または正孔)を捕捉または収集するための真空または優れた絶縁体として機能します。そうしないと、増幅器の動作が得られません。さて、さまざまなレベルのドープされた半導体を一緒に配置する後者の状況では、入力電流源を使用して短絡を介して電流を生成し、結果として生じる伝導電流を絶縁体に流して電流が見えるようにする1つの接合と見なすことができますまるでそれが発生しているように、コレクターの真空クリーナーで高抵抗を形成し、エミッターのベース接合部からの電流ショットを引き付けます!それが増幅の基本です。電流の流れに対するインピーダンスの変化がないため、一次短絡から電子を生成した後、二次短絡で電子を捕らえることはできません。基本的に、それはすべてのアンプの原理であり、電流の流れに対するインピーダンスを変更するデバイスです。 (半導体デバイスの電界に影響を与えるFETとしての電圧バージョンがあります)まあ、異なるドープ分解能の2つの半導体要素を使用して伝導電子を生成する1つの接合がある場合、電子を残す機能を確立できます。電磁波のように、電場を発射して、絶縁体で光または無線またはX線信号を生成します。これはLEDが行うことと言えると思いますが、使用する半導体のドーピングに応じて、関連する方法でそれを行うガンダイオードがあります。レッドホット抵抗器またはヒーターはアンテナとして動作していると見なされる可能性があるため、熱または電磁エネルギーとして含まれているものが非常に多い可能性があるため、抵抗器または半導体を「損失」と見なすことができない場合があることに注意してくださいエンジニアに役立ちます。この段階で、半導体から解剖、放射、または投射され、自由空間または真空に放出される磁場および電場関数を作成しました。これは、「半導体」の「導電性」部分を忘れなければならない完全な絶縁体です。そして、「変位電子または電流」、「変位(見かけの)質量」、「変位(見かけの)電荷」の扱い方を学ぶ必要があります。ええと、伝導プロセスは別の方法で扱われるかもしれないので、絶縁体と空間に磁場と電場の流れを別の時間残す方が良いと思います……….私たちが遊んで理解する必要がある場所伝導電流、電圧、磁場および電場、および変位(見かけの)電流のより高い変化率の重要性。静的条件は、境界のない空間や真空ではあまり役に立ちません。おそらく静的条件は、宇宙の惑星が空間またはそれらの間の絶縁体に重力を生成するので、雲の上に近くに浮かぶ電子の非対称性によって制限されているか、銅または他の金属の浮かぶ島に隔離されている場合、宇宙または他の絶縁空間で役立ちます。

回答

「半導体の特性」。

半導体を独自のものにする重要な追加プロパティ :-

半導体には特定の電気的特性があります。電気を通す物質を導体、電気を通さない物質を絶縁体と呼びます。 半導体は、それらの間のどこかに特性を持つ物質です。電気的特性は抵抗率で表すことができます。金、銀、銅などの導体は抵抗が低く、電気を通しやすいです。ゴム、ガラス、セラミックなどの絶縁体は抵抗が高く、電気を通しにくいものです。 半導体には、これら2つの間のどこかにプロパティがあります。それらの抵抗率は、例えば温度によって変化する可能性があります。低温では、電気はほとんど通過しません。しかし、温度が上がると、電気は簡単に通過します。 不純物をほとんど含まない半導体は、ほとんど電気を通しません。しかし、いくつかの要素が半導体に追加されると、電気はそれらを簡単に通過します。単一の要素で構成される半導体は、有名なiv id = “を含め、要素半導体と呼ばれます。 f076cec630 “>

半導体材料シリコン。一方、2つ以上の化合物で構成される半導体は、化合物半導体と呼ばれます。 半導体レーザー、発光ダイオードなどで使用されます。

エネルギーバンド

原子は核と核を周回する電子の。電子は、原子核を取り巻く原子空間内のどの距離でも原子核を周回することはできませんが、特定の非常に特定の軌道のみが許可され、特定の離散レベルでのみ存在します。これらのエネルギーはエネルギーレベルと呼ばれます。多数の原子が集まって結晶を形成し、固体材料内で相互作用すると、エネルギー準位の間隔が非常に狭くなり、バンドが形成されます。これがエネルギーバンドです。金属、半導体、絶縁体は、バンド構造によって互いに区別されます。それらのバンド構造を次の図に示します。

金属では、伝導帯と価電子帯が非常に近くなります。フェルミエネルギー(Eff)が内部のどこかにあり、互いに重なり合うことさえあります。これは、金属には常に自由に動くことができる電子があり、常に電流を運ぶことができることを意味します。このような電子は自由電子として知られています。これらの自由電子は、金属を流れる電流の原因となります。

半導体や絶縁体では、価電子帯と伝導帯は、十分な幅の禁制エネルギーギャップ(Eg)とフェルミエネルギー( Eff)は価電子帯と伝導帯の間にあります。伝導帯に到達するには、電子はバンドギャップをジャンプするのに十分なエネルギーを獲得する必要があります。これが行われると、伝導することができます。

室温の半導体では、バンドギャップが小さく、電子がギャップをかなり簡単にジャンプして伝導帯に遷移するのに十分な熱エネルギーがあります。半導体の導電率が限られていることを考えると。低温では、伝導帯を占有するのに十分なエネルギーを持っている電子がないため、電荷の移動は不可能です。絶対零度では、半導体は完全な絶縁体です。室温での伝導帯の電子密度は金属ほど高くないため、金属ほど良好な電流を伝導することはできません。半導体の電気伝導率は金属ほど高くはありませんが、電気絶縁体ほど劣っていません。そのため、このタイプの材料は半導体と呼ばれます。つまり、半導体を意味します。

絶縁体のバンドギャップが大きいため、ギャップをジャンプできる電子はごくわずかです。そのため、絶縁体には電流が流れにくい。絶縁体と半導体の違いは、バンドギャップエネルギーの大きさです。禁制ギャップが非常に大きく、その結果、電子が伝導帯に交差するのに必要なエネルギーが実質的に十分に大きい絶縁体では。絶縁体は電気を通しにくいです。つまり、絶縁体の導電率が非常に悪いのです。

ICなどに使用される半導体結晶は99.999999999%の高純度単結晶シリコンですが、実際に回路を作る際には、電気特性を制御するために不純物が添加されています。 。添加された不純物に応じて、n型およびp型の半導体になります。

5価のリン(P)またはヒ素(As)はn型半導体用の高純度シリコンに添加されます。これらの不純物はドナーと呼ばれます。 ドナーのエネルギー準位は伝導帯の近くにあります。つまり、エネルギーギャップは小さいです。 すると、このエネルギー準位の電子が伝導帯に励起されやすく、伝導に寄与します。

一方、p型半導体には3価のホウ素(B)などが添加されています。 これはアクセプターと呼ばれます。 アクセプターのエネルギー準位は価電子帯に近い。 ここには電子がないので、価電子帯の電子がここで励起されます。 その結果、価電子帯に正孔が形成され、導電率に寄与します。

認定

© Hitachi High-Tech Corporation 2001、2021″。

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