- अर्धचालक क्या है?
- अर्धचालक अनुप्रयोग
- अर्धचालकों के प्रकार
- अर्धचालक पदार्थों के उदाहरण
- प्रवाहकीय सामग्री
- इन्सुलेट सामग्री
हम बताते हैं कि विद्युत अर्धचालक क्या है, इसके प्रकार, अनुप्रयोग और उदाहरण। इसके अलावा, प्रवाहकीय और इन्सुलेट सामग्री।
अर्धचालक क्या है?
अर्धचालक ऐसी सामग्री है जो विद्युत कंडक्टर या विद्युत इन्सुलेटर के रूप में कार्य करने में सक्षम है, यह भौतिक स्थितियों पर निर्भर करता है जिसमें वे पाए जाते हैं। इन स्थितियों में आमतौर पर शामिल होते हैं तापमान और यह दबाव, विकिरण की घटना या की तीव्रता बिजली क्षेत्र या चुंबकीय क्षेत्र जिसके अधीन सामग्री है।
अर्धचालक के बने होते हैं रासायनिक तत्व आपस में बहुत भिन्न हैं, जो वास्तव में इन क्षेत्रों के अलावा अन्य क्षेत्रों से आते हैं आवर्त सारणी, लेकिन वे कुछ रासायनिक लक्षण साझा करते हैं (आमतौर पर वे टेट्रावैलेंट होते हैं), जो उन्हें उनके विशेष विद्युत गुण प्रदान करते हैं। वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला अर्धचालक सिलिकॉन (सी) है, खासकर उद्योग में इलेक्ट्रानिक्स और के कम्प्यूटिंग.
इन्सुलेट सामग्री के साथ, अर्धचालकों की खोज 1727 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और प्रकृतिवादी स्टीफन ग्रे (1666-1736) द्वारा की गई थी, लेकिन उनके व्यवहार और गुणों का वर्णन करने वाले कानूनों का वर्णन बहुत बाद में, 1821 में, प्रसिद्ध जर्मन भौतिक विज्ञानी जॉर्ज साइमन द्वारा किया गया था। (1789-1854)।
अर्धचालक अनुप्रयोग
इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में अर्धचालक विशेष रूप से उपयोगी होते हैं, क्योंकि वे ड्राइविंग और मॉड्यूलेट करने की अनुमति देते हैं विद्युत प्रवाह आवश्यक पैटर्न के अनुसार। इस कारण से, यह सामान्य है कि उनका उपयोग किया जाता है:
- ट्रांजिस्टर
- एकीकृत सर्किट
- विद्युत डायोड
- ऑप्टिकल सेंसर
- सॉलिड स्टेट लेजर
- इलेक्ट्रिक ड्राइव मॉड्यूलेटर (इलेक्ट्रिक गिटार amp की तरह)
अर्धचालकों के प्रकार
अर्धचालक दो अलग-अलग प्रकार के हो सकते हैं, यह उस भौतिक वातावरण के प्रति उनकी प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है जिसमें वे हैं:
आंतरिक अर्धचालक
वे एक ही प्रकार के बने होते हैं परमाणुओं, में क्रमबद्ध अणुओं चतुष्फलकीय (अर्थात, 4 की संयोजकता वाले चार परमाणु) और उनके परमाणु किसके द्वारा जुड़ते हैं सहसंयोजक बांड.
यह रासायनिक विन्यास रोकता है गति से मुक्त इलेक्ट्रॉनों तापमान में वृद्धि को छोड़कर अणु के चारों ओर: तब इलेक्ट्रॉन का हिस्सा लेते हैं ऊर्जा उपलब्ध और "कूद", एक खाली स्थान छोड़कर जिसे सकारात्मक चार्ज के रूप में अनुवादित किया जाता है, जो बदले में नए इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करेगा। इस प्रक्रिया को पुनर्संयोजन कहा जाता है, और इसकी मात्रा गर्मी इसके लिए आवश्यक रासायनिक तत्व पर निर्भर करता है।
बाह्य अर्धचालक
ये सामग्रियां डोपिंग प्रक्रिया की अनुमति देती हैं, अर्थात वे अपने परमाणु विन्यास में कुछ प्रकार की अशुद्धियों को शामिल करने की अनुमति देती हैं। इन अशुद्धियों के आधार पर, जो पेंटावैलेंट या ट्रिटेंटेंट हो सकती हैं, अर्धचालक पदार्थों को दो में विभाजित किया जाता है:
- एन-टाइप एक्सट्रिंसिक सेमीकंडक्टर्स (डोनर्स)। इस प्रकार की सामग्रियों में, इलेक्ट्रॉनों की संख्या मुक्त आवेश के छिद्रों या वाहकों (धनात्मक आवेश के "रिक्त स्थान") से अधिक होती है। जब सामग्री पर एक संभावित अंतर लागू किया जाता है, तो मुक्त इलेक्ट्रॉन सामग्री के बाईं ओर और छिद्रों को फिर दाईं ओर ले जाते हैं। जब छेद चरम दाहिनी ओर पहुंचते हैं, बाहरी सर्किट से इलेक्ट्रॉन अर्धचालक में प्रवेश करते हैं, और विद्युत प्रवाह का संचरण होता है।
- बाहरी पी-प्रकार अर्धचालक (स्वीकर्ता)। इन सामग्रियों में, अतिरिक्त अशुद्धता, उपलब्ध इलेक्ट्रॉनों को बढ़ाने के बजाय, छिद्रों को बढ़ाती है। इस प्रकार, हम अतिरिक्त स्वीकर्ता सामग्री की बात करते हैं, क्योंकि उपलब्धता की तुलना में इलेक्ट्रॉनों की अधिक मांग होती है और प्रत्येक खाली "स्थान" जहां एक इलेक्ट्रॉन जाना चाहिए कार्य करता है धारा के पारित होने की सुविधा के लिए।
अर्धचालक पदार्थों के उदाहरण
में सबसे आम और प्रयुक्त अर्धचालक उद्योग हैं:
- सिलिकॉन (सी)
- जर्मेनियम (जीई), अक्सर in मिश्र सिलिकॉन
- गैलियम आर्सेनाइड (GaAs)
- गंधक
- ऑक्सीजन
- कैडमियम
- सेलेनियम
- भारतीय
- आवर्त सारणी के समूह 12 और 13 के तत्वों के संयोजन से उत्पन्न अन्य रासायनिक सामग्री, क्रमशः 16 और 15 समूहों के तत्वों के साथ।
प्रवाहकीय सामग्री
अर्धचालकों के विपरीत, जिनके विद्युत चालन गुण भिन्न होते हैं, प्रवाहकीय सामग्री हमेशा संचारित करने के लिए तैयार रहती है बिजली, इसके परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण। इस चालकता में उतार-चढ़ाव हो सकता है और पर्यावरण की भौतिक स्थिति से कुछ हद तक प्रभावित हो सकता है क्योंकि विद्युत चालकता यह निरपेक्ष नहीं है।
प्रवाहकीय सामग्री के उदाहरण विशाल बहुमत हैं धातुओं (लोहा, पारा, तांबा, एल्यूमीनियम, आदि) और पानी.
इन्सुलेट सामग्री
अंत में, इन्सुलेट सामग्री वे हैं जो बिजली के प्रवाहकत्त्व का विरोध करती हैं, जो कि के पारित होने को रोकती हैं इलेक्ट्रॉनों और वे उपयोगी हैं, इसलिए, बिजली से खुद को बचाने के लिए, इसे एक मुफ्त कोर्स चलाने से रोकने के लिए, या शॉर्ट-सर्किटिंग से। इंसुलेटर भी एक सौ प्रतिशत कुशलता से इंसुलेट नहीं करते हैं, उनकी एक सीमा (ब्रेकडाउन वोल्टेज) होती है जिसके ऊपर ऊर्जा इतनी तीव्र होती है कि वे इंसुलेटर के रूप में अपनी स्थिति को बनाए नहीं रख सकते हैं और इसलिए, कम से कम कुछ हद तक विद्युत प्रवाह संचारित करते हैं।
इन्सुलेट सामग्री के उदाहरण हैं प्लास्टिक, चीनी मिट्टी की चीज़ें, कांच, लकड़ी और कागज।