Klasyfikacja i działanie półprzewodników

(1) Półprzewodniki elementowe. Półprzewodniki elementowe odnoszą się do półprzewodników składających się z jednego pierwiastka, wśród których stosunkowo wcześnie badano krzem i selen. Jest to materiał stały o właściwościach półprzewodnikowych, złożony z tych samych pierwiastków, na który łatwo wpływają śladowe zanieczyszczenia i warunki zewnętrzne. Obecnie tylko krzem i german mają dobrą wydajność i są szeroko stosowane. Selen jest stosowany w oświetleniu elektronicznym i optoelektronice. Krzem jest szeroko stosowany w przemyśle półprzewodników, na który wpływa głównie dwutlenek krzemu. Może tworzyć maskę w produkcji urządzeń, poprawiać stabilność urządzeń półprzewodnikowych i ułatwiać zautomatyzowaną produkcję przemysłową.
(2) Nieorganiczne półprzewodniki kompozytowe. Kompozyty nieorganiczne składają się głównie z materiałów półprzewodnikowych składających się z jednego elementu. Istnieją oczywiście również materiały półprzewodnikowe złożone z wielu elementów. Główne właściwości półprzewodników to grupa I oraz grupy V, VI i VII; Grupa II oraz Grupy IV, V, VI i VII; III Związki kombinowane z grupy V i grupy VI; Grupa IV oraz Grupa IV i VI; Grupa V i Grupa VI; Grupa VI i grupa VI. Jednak ze względu na właściwości elementów i sposób ich wykonania, nie wszystkie związki można zakwalifikować jako materiały półprzewodnikowe. wymagania. Ten półprzewodnik jest stosowany głównie w urządzeniach o dużej prędkości. Szybkość tranzystorów wykonanych z InP jest wyższa niż w przypadku innych materiałów. Stosowany jest głównie w optoelektronicznych układach scalonych i urządzeniach odpornych na promieniowanie jądrowe. W przypadku materiałów o wysokiej przewodności stosuje się je głównie w diodach LED i innych aspektach.
(3) Organiczne półprzewodniki kompozytowe. Związki organiczne odnoszą się do związków zawierających w swoich cząsteczkach wiązania węglowe. Nakładając się pionowo na związki organiczne i wiązania węglowe, mogą one utworzyć pasmo przewodnictwa. Poprzez dodanie środków chemicznych mogą one przedostać się do pasma energetycznego, co może spowodować przewodnictwo, tworząc w ten sposób półprzewodniki związków organicznych. W porównaniu z poprzednimi półprzewodnikami, ten półprzewodnik charakteryzuje się niskim kosztem, dobrą rozpuszczalnością i łatwą obróbką materiału. Właściwości przewodzące można kontrolować poprzez kontrolowanie cząsteczek. Ma szeroki zakres zastosowań i jest stosowany głównie w filmach organicznych, oświetleniu organicznym itp.
(4) Półprzewodnik amorficzny. Nazywa się go również półprzewodnikiem amorficznym lub półprzewodnikiem szklanym i jest rodzajem materiału półprzewodnikowego. Półprzewodniki amorficzne, podobnie jak inne materiały amorficzne, mają struktury uporządkowane krótkiego zasięgu i struktury nieuporządkowane dalekiego zasięgu. Tworzy głównie amorficzny krzem, zmieniając względne położenie atomów i zmieniając pierwotny układ okresowy. Główną różnicą między stanami krystalicznymi i amorficznymi jest to, czy układ atomów ma długi porządek. Trudno jest kontrolować właściwości półprzewodników amorficznych. Wraz z wynalezieniem technologii zaczęto stosować półprzewodniki amorficzne. Ten proces produkcyjny jest prosty i stosowany głównie w inżynierii. Ma dobry wpływ na absorpcję światła i jest stosowany głównie w ogniwach słonecznych i wyświetlaczach ciekłokrystalicznych.
(5) Półprzewodniki samoistne: Półprzewodniki niezawierające zanieczyszczeń i defektów sieci nazywane są półprzewodnikami wewnętrznymi. W ekstremalnie niskich temperaturach pasmo walencyjne półprzewodnika jest pełnym pasmem. Po wzbudzeniu termicznym część elektronów w paśmie walencyjnym przekroczy pasmo zabronione i wejdzie do pustego pasma o wyższej energii. Puste pasmo stanie się pasmem przewodnictwa, gdy elektrony znajdą się w paśmie walencyjnym. Brak elektronu tworzy dodatnio naładowaną pustą przestrzeń zwaną dziurą. Przewodzenie dziurowe nie jest rzeczywistym ruchem, ale jego odpowiednikiem. Kiedy elektrony przewodzą prąd, dziury o równym ładunku będą się poruszać w przeciwnym kierunku. Wytwarzają ruch kierunkowy pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego, tworząc prądy makroskopowe, zwane odpowiednio przewodnictwem elektronowym i przewodnictwem dziurowym. To mieszane przewodnictwo wynikające z wytwarzania par elektron-dziura nazywa się przewodnictwem wewnętrznym. Elektrony w paśmie przewodnictwa wpadają do dziur, a pary elektron-dziura znikają, co nazywa się rekombinacją. Energia uwalniana podczas rekombinacji staje się promieniowaniem elektromagnetycznym (luminescencja) lub energią drgań termicznych sieci krystalicznej (ogrzewanie). W określonej temperaturze powstawanie i rekombinacja par elektron-dziura zachodzą jednocześnie i osiągają dynamiczną równowagę. W tym momencie półprzewodnik ma określoną gęstość nośnika, a tym samym pewną rezystywność. Wraz ze wzrostem temperatury powstaje więcej par elektron-dziura, wzrasta gęstość nośnika, a rezystywność maleje. Czyste półprzewodniki bez defektów sieci mają duże rezystancje i mają niewiele praktycznych zastosowań.