Vad är bärarkoncentration?

Bärarkoncentration är antalet tillgängliga elektroner för att passera genom en halvledare.En halvledare är en elektronisk enhet som kommer att utföra elektricitet när en energikälla appliceras.Kristaller eller amorfa eller icke-kristallina material tillverkas för att bilda halvledarmaterial.Spårmängder av metallmolekyler, kallade dopanter, kan tillsättas för att tillhandahålla extra elektroner för att transportera elektrisk ström.

En molekyl består av en central kärna omgiven av ringar eller skal av elektroner som ständigt är i rörelse.Vissa material, kallade givare, har en elektron relativt långt borta från kärnan som kan lossas av elektriska strömmar eller solljus.Olika molekyler, kallade acceptorer, saknar en elektron i det yttre skalet och kan ta fria elektroner som finns.En halvledare använder donator- och acceptormolekyler placerade i kristallint eller amorft material.Utrymmen för elektroner i acceptormaterial kallas ofta hål.

Kisel, både kristallint och amorfa, används ofta för halvledare.Det kan överföra vissa elektroner som ett rent material vid olika temperaturer.Detta kallas den inneboende bärkoncentrationen.Rent kisel används sällan som halvledare eftersom den inre koncentrationen är ganska låg.Andra material, som germanium eller kiselkarbid, har en högre inneboende bärkoncentration och kan användas som rena halvledare.

Små mängder dopmedel kan ändra egenskaperna hos en halvledare och tillåta elektronflöde med mindre motstånd.Mätningen av elektronkapacitet för dopade halvledare är känd som den extrinsiska bärarkoncentrationen.Detta värde används för att beräkna halvledarens elektriska egenskaper i en elektronisk krets.Förändringar i bärarkoncentrationen från att kontrollera dopningen kommer att påverka de elektriska egenskaperna hos halvledaren.

En halvledare innehåller tre sektioner.Ledningsbandet är materiellt dopat med spårmolekyler som har överskott av elektroner.Gapmaterial, normalt ett rent material utan doping, placeras i mitten.Det sista skiktet är valensskiktet, där material är dopat med spårmolekyler som saknar elektroner.

Det finns många vanliga användningsområden för andra halvledare än i elektroniska enheter.Solpaneler består av amorfa kiselceller anslutna till elektriska kretsar.Solljusets energi frigör elektroner i ledningsbandet som passerar genom Silicon Semiconductors och skapar en elektrisk ström.Elektricitet skapad av solpaneler används vanligtvis för att ladda batteribanker för senare användning.

Ljusemitterande dioder, eller lysdioder, är vanliga enheter som används för att belysa bostäder, företag och fordon.En elektrisk ström aktiverar en halvledare som innehåller dopmedel som ger synligt ljus när elektroner passerar genom dem.Lysdioder skapar mycket lite överskottsvärme, är energieffektiva och har länge användbara livslängder.