Hva er bærerkonsentrasjon?

Bærekonsentrasjon er antall elektroner som er tilgjengelige for å passere gjennom en halvleder.En halvleder er en elektronisk enhet som vil utføre strøm når en energikilde påføres.Krystaller eller amorf, eller ikke-krystallinsk materialer produseres for å danne halvledermateriale.Spormengder av metallmolekyler, kalt dopingmidler, kan tilsettes for å gi ekstra elektroner for transport av elektrisk strøm.

Et molekyl består av en sentral kjerne omgitt av ringer eller skjell av elektroner som stadig er i bevegelse.Noen materialer, kalt givere, har et elektron relativt langt unna kjernen som kan løsnes av elektriske strømmer eller sollys.Ulike molekyler, kalt akseptorer, mangler et elektron i det ytre skallet og kan ta gratis elektroner som er til stede.En halvleder bruker giver- og akseptormolekyler plassert i krystallinsk eller amorft materiale.Rom for elektroner i akseptormaterialer blir ofte referert til som hull.

silisium, både krystallinsk og amorf, brukes ofte til halvledere.Det kan overføre noen elektroner som et rent materiale ved forskjellige temperaturer.Dette er kjent som den iboende bærerkonsentrasjonen.Rent silisium brukes sjelden som halvleder fordi den iboende konsentrasjonen er ganske lav.Andre materialer, som germanium eller silisiumkarbid, har en høyere iboende bærerkonsentrasjon og kan brukes som rene halvledere.

små mengder dopingmidler kan endre egenskapene til en halvleder og tillate elektronstrøm med mindre motstand.Målingen av elektronkapasitet for dopede halvledere er kjent som den ekstrinsiske bærerkonsentrasjonen.Denne verdien brukes til å beregne halvlederens elektriske egenskaper i en elektronisk krets.Endringer i bærerkonsentrasjonen fra å kontrollere dopingen vil påvirke de elektriske egenskapene til halvlederen.

En halvleder inneholder tre seksjoner.Ledningsbåndet er materiale dopet med spormolekyler som har overflødig elektron.Gap -materiale, normalt et rent materiale uten doping, plasseres i midten.Det siste laget er valenslaget, der materialet er dopet med spormolekyler som mangler elektroner.

Det er mange vanlige bruksområder for andre halvledere enn i elektroniske enheter.Solcellepaneler består av amorfe silisiumceller koblet til elektriske kretsløp.Sollysets energi frigjør elektroner i ledningsbåndet som passerer gjennom silisium -halvledere og skaper en elektrisk strøm.Elektrisitet laget av solcellepaneler brukes vanligvis til å lade batteribanker for senere bruk.

Lysemitterende dioder, eller lysdioder, er vanlige enheter som brukes til belysningsboliger, bedrifter og kjøretøy.En elektrisk strøm aktiverer en halvleder som inneholder dopemidler som gir synlig lys når elektroner går gjennom dem.Lysdioder skaper veldig lite overflødig varme, er energieffektive og har lenge nyttige levetid.