ما هو أشباه الموصلات المباشرة؟

- May 29, 2019-

هناك نوعان رئيسيان من أشباه الموصلات التي يمكن للمهندسين الاختيار منها: مباشر   أشباه الموصلات   واحد غير مباشر. كلاهما يعمل بطرق مختلفة مع عصابات التوصيل والتكافؤ ، والتي تعتبر مهمة في   الطاقة الكهربائية ، ولكن كلاهما يحاول أيضًا إيجاد الفرق الأدنى بين الشريطين. يتم استخدام أشباه الموصلات مباشرة عندما يكون لدى عصابات التكافؤ والتوصيل نفس الزخم. هذا أشباه الموصلات مهم في إعادة التركيب الإشعاعي ، والتي   الإلكترون   يقفز من فرقة إلى أخرى.

في علم الطاقة ، يعمل أشباه الموصلات المباشرة مع شريطين. يُعرف النطاق السفلي باسم فرقة الستارة. يمثل هذا الحد الأدنى من الطاقة التي يمتلكها الإلكترون ، لأن الإلكترون لا يزال مرتبطًا بالذرة ؛ هذه الإلكترونات لديها القليل جدا من الزخم. أعلى من العصابات هو الفرقة التوصيل. يحدث هذا عندما يتم تحرير الإلكترون من الذرة وتكون قادرة على التحرك بحرية في الشبكة الذرية ، وإنتاج الطاقة.

يتم استخدام أشباه الموصلات مباشرة لتخفيف الطاقة من فرقة إلى أخرى. لتسهيل عملية تحريك الإلكترونات ، يجد أشباه الموصلات أقصر الطرق ، أو المسار الذي يحتوي على أقل كمية من الطاقة ، لكي ينفصل إلكترون واحد عن نطاق التكافؤ ويقفز إلى شريط التوصيل. أسهل مسار بين الاثنين هو عندما يسقط شريط التوصيل لأسفل ويأتي شريط التكافؤ ، مما يخلق فجوة صغيرة بين نطاقي الطاقة.

لا يمكن استخدام أشباه الموصلات المباشرة إلا إذا كان كلا الشريطين يؤديان هذه الحركة في نفس الوقت. هذا يعني أن كلا الفريقين يجب أن يكون لهما نفس قوة الدفع للإلكترون. هذا أمر شائع في الغالب في الأجهزة الإلكترونية والأجهزة منخفضة الطاقة ، لأنه لا يوجد الكثير من الزخم المطلوب ويمكن أن تتحرك النطاقات بشكل متزامن.

لكي يعمل أشباه الموصلات مباشرة ، يحتاج الإلكترون إلى الخروج من شريط التكافؤ. هذا يجعلها تمزق حفرة عبر شريط التكافؤ ، وتصبح الطاقة الناتجة فوتونًا. في الوقت نفسه ، تسقط فرقة التوصيل لقبول الطاقة ، لأنها تتحرك من شريط التكافؤ وعبر أشباه الموصلات.

يشبه أشباه الموصلات غير المباشرة الأخرى أشباه الموصلات ، لكن الفرق موجود في كيفية تحرك الشريطين. في هذا المخطط ، تتحرك أشرطة التكافؤ والتوصيل بشكل منفصل ، وبالتالي فإن التكافؤ سيظهر في نقطة واحدة ، في حين سيتم التوصيل في وقت لاحق. يأخذ أشباه الموصلات غير المباشرة الشحنة من شريط التكافؤ ، ويحملها وينتظر أن يسقط شريط التوصيل لإيداع الطاقة.