সিলিকন একটি কন্ডাক্টর? বিশুদ্ধ বনাম ডোপড সিলিকন পরিবাহিতা

গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন তাই কি না শুধুমাত্রসিলিকনকারেন্ট বহন করতে পারে। এটাকেন একই সিলিকন স্ফটিক তার বিশুদ্ধ অবস্থায় খারাপভাবে পরিচালনা করতে পারে এবং নিয়ন্ত্রিত ডোপিংয়ের পরে আরও বৈদ্যুতিকভাবে কার্যকর হতে পারে.

বৈদ্যুতিক উপকরণগুলিকে প্রায়শই গোষ্ঠীভুক্ত করা হয় কত সহজে চার্জ বাহক তাদের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। সিলিকন একটি সাধারণ পরিবাহী এবং একটি সাধারণ অন্তরকের মধ্যে বসে।

তাই সিলিকনকে কেবল কন্ডাক্টর বা ইনসুলেটর হিসাবে বর্ণনা করা সম্পত্তিটি মিস করে যা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। সিলিকন একটি অর্ধপরিবাহী যার বৈদ্যুতিক আচরণ বিস্তৃত ব্যবহারিক পরিসরে পরিবর্তন করা যেতে পারে।

বিশুদ্ধ স্ফটিক সিলিকনে চারটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন রয়েছে। স্ফটিকের ভিতরে, প্রতিটি সিলিকন পরমাণু সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে প্রতিবেশী পরমাণুর সাথে এই ইলেকট্রনগুলি ভাগ করে।

যেহেতু অনেক ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন বন্ধনে জড়িত, অপেক্ষাকৃত কম ক্রিস্টালের মধ্য দিয়ে চলাচল করতে এবং ঘরের তাপমাত্রায় কারেন্ট বহন করতে মুক্ত।

এটি একটি সাধারণ ধাতু থেকে মৌলিকভাবে ভিন্ন, যেখানে মোবাইল ইলেকট্রনের একটি অনেক বড় জনসংখ্যা ইতিমধ্যেই পরিবাহনের জন্য উপলব্ধ।

বিশুদ্ধ সিলিকন তাই সাধারণ ধাতব পরিবাহীর তুলনায় বৈদ্যুতিকভাবে দুর্বল, তবে এটি সম্পূর্ণরূপে অপরিবাহী নয়। তাপ শক্তি মোবাইল ইলেকট্রন এবং গর্ত তৈরি করতে পারে, যা পরিমাপযোগ্য কারেন্ট প্রবাহিত করতে দেয়।

অভ্যন্তরীণ সিলিকনের কিছু ফ্রি চার্জ ক্যারিয়ার রয়েছে

ইচ্ছাকৃত ডোপিং ছাড়া সিলিকন বলা হয়অন্তর্নিহিত সিলিকন.

এর বৈদ্যুতিক আচরণ মূলত উপাদানের মধ্যেই উৎপন্ন বাহকের উপর নির্ভর করে। ঘরের তাপমাত্রায়, তাদের ঘনত্ব তুলনামূলকভাবে কম, যা একটি ভাল ধাতব পরিবাহকের তুলনায় অভ্যন্তরীণ সিলিকনকে অনেক বেশি প্রতিরোধ ক্ষমতা দেয়।

সেই কম অভ্যন্তরীণ পরিবাহিতা সেই সূচনা বিন্দু তৈরি করে যেখান থেকে সেমিকন্ডাক্টর ইঞ্জিনিয়াররা ইচ্ছাকৃতভাবে উপাদানটিকে পরিবর্তন করে।

সাধারণ শিল্প সিলিকন গ্রেড

 

সিলিকন মেটাল 441

সিলিকন মেটাল 553

সিলিকন মেটাল 3303

ডোপিং হল এমন একটি প্রক্রিয়া যা সিলিকনের নিম্ন অন্তর্নিহিত পরিবাহিতাকে নিয়ন্ত্রণযোগ্য বৈদ্যুতিক সম্পত্তিতে পরিণত করে।

ডোপিং সিলিকনকে ধাতুতে পরিণত করে না।পরিবর্তে, উপলব্ধ চার্জ ক্যারিয়ারের সংখ্যা এবং ধরন পরিবর্তন করতে সাবধানে নির্বাচিত পরমাণুগুলি সিলিকন স্ফটিকের মধ্যে প্রবর্তন করা হয়।

N-টাইপ সিলিকন ইলেকট্রন চার্জ ক্যারিয়ার যোগ করে

এন-টাইপ সিলিকন ফসফরাস বা আর্সেনিকের মতো দাতা ডোপেন্ট ব্যবহার করে উত্পাদিত হয়।

এই পরমাণুগুলি অতিরিক্ত ইলেকট্রন সরবরাহ করে যা সাধারণ সিলিকন বন্ধন কাঠামোতে বাঁধা ইলেকট্রনগুলির তুলনায় আরও সহজে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতে অংশগ্রহণ করতে পারে।

ফলে,এন-টাইপ সিলিকনে ইলেকট্রন হল সংখ্যাগরিষ্ঠ চার্জ বাহক.

P-টাইপ সিলিকন হোল চার্জ ক্যারিয়ার তৈরি করে

P-টাইপ সিলিকন বোরন বা গ্যালিয়ামের মতো গ্রহণকারী ডোপেন্ট ব্যবহার করে।

এই ডোপ্যান্টগুলি স্ফটিক জালিতে ইলেক্ট্রনের ঘাটতি তৈরি করে। এই শূন্যপদগুলি হিসাবে বর্ণনা করা হয়গর্তএবং ইতিবাচক চার্জ বাহক হিসাবে আচরণ.

P-টাইপ সিলিকনে, গর্তগুলি সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহক হয়ে ওঠে।

সিলিকনকে "আরো পরিবাহী" করার চেয়ে N-টাইপ এবং P-টাইপ অঞ্চল তৈরি করার ক্ষমতা আরও গুরুত্বপূর্ণ৷ এটি একই সেমিকন্ডাক্টর কাঠামোর বিভিন্ন অংশে বৈদ্যুতিক আচরণকে ভিন্নভাবে প্রকৌশলী হতে দেয়।

কোনো একক বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা মান নেই যা প্রতিটি সিলিকন উপাদানকে প্রতিনিধিত্ব করে।

পরিবাহিতা এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিমাপ করা উপাদানের অবস্থার উপর নির্ভর করে।

তাপমাত্রা পরিবর্তন সিলিকন পরিবাহিতা

অভ্যন্তরীণ সিলিকনের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে আরও চার্জ বাহক উপলব্ধ হতে পারে।

এর পরিবাহিতা তাই সাধারণত তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়। এটি সাধারণ ধাতব কন্ডাক্টর থেকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য, যেখানে উপাদানটি গরম হওয়ার সাথে সাথে প্রতিরোধ সাধারণত বেড়ে যায়।

বিশুদ্ধতা এবং Dopant ঘনত্ব পরিবর্তন সিলিকন প্রতিরোধ ক্ষমতা

উচ্চতর রাসায়নিক বিশুদ্ধতা স্বয়ংক্রিয়ভাবে উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বোঝায় না।

খুব খাঁটি অভ্যন্তরীণ সিলিকনের তুলনামূলকভাবে উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকতে পারে কারণ এতে কয়েকটি চার্জ বাহক রয়েছে।

একবার নিয়ন্ত্রিত ডোপ্যান্ট যোগ করা হলে, ক্যারিয়ারের ঘনত্ব পরিবর্তন এবং পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেতে পারে। একটি অর্থপূর্ণ বৈদ্যুতিক স্পেসিফিকেশন তাই পার্থক্য করা আবশ্যকবিশুদ্ধতাথেকেডোপ্যান্ট ঘনত্ব.

ক্রিস্টাল ত্রুটিগুলি সিলিকন বৈদ্যুতিক আচরণকে প্রভাবিত করতে পারে

ক্রিস্টাল ত্রুটি, শস্য সীমানা এবং দূষণ প্রভাবিত করতে পারে কিভাবে চার্জ বাহক সিলিকনের মধ্য দিয়ে চলে।

এই কারণেই অর্ধপরিবাহী উপাদান শুধুমাত্র মৌলিক বিশুদ্ধতা দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয় না। স্ফটিক গুণমান, ডোপ্যান্ট নিয়ন্ত্রণ এবং প্রতিরোধ ক্ষমতাও গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।

সিলিকন ইলেকট্রনিক্সের জন্য মৌলিক হয়ে উঠেছে কারণ এর পরিবাহিতা প্রকৌশলী হতে পারে, এই কারণে নয় যে এটি প্রাকৃতিকভাবে অত্যন্ত ভালভাবে বিদ্যুৎ পরিচালনা করে।

নিয়ন্ত্রিত ক্যারিয়ারের ঘনত্ব সহ অঞ্চল তৈরি করে, সিলিকন এতে ব্যবহৃত বৈদ্যুতিক কাঠামোকে সমর্থন করতে পারে:

• ট্রানজিস্টর
• ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট
• কম্পিউটার চিপস
• সৌর কোষ
• সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস

দরকারী সম্পত্তি তাইনিয়ন্ত্রিত পরিবাহিতা: প্রকৌশলীরা ইচ্ছাকৃতভাবে এমন অঞ্চল তৈরি করতে পারেন যেগুলি একই সিলিকন ভিত্তিক ডিভাইসের মধ্যে বৈদ্যুতিক অবস্থার জন্য ভিন্নভাবে সাড়া দেয়।

ইন্ডাস্ট্রিয়াল সিলিকন মেটাল এবং সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেডের সিলিকন উভয়ই Si উপাদানের উপর ভিত্তি করে, কিন্তু তারা বিনিময়যোগ্য বৈদ্যুতিক পদার্থ নয়।

উদাহরণস্বরূপ, সিলিকন মেটাল 553 এবং 441-এর মতো শিল্প গ্রেডগুলি সাধারণত ধাতব রাসায়নিক গঠন দ্বারা পৃথক করা হয়, বিশেষ করে Fe, Al এবং Ca সীমা।

আপনি আমাদের এই পার্থক্য দেখতে পারেন শিল্প সিলিকন গ্রেড তুলনা .

এই গ্রেড নম্বরগুলি আপনাকে সেমিকন্ডাক্টর ব্যবহারের জন্য প্রয়োজনীয় ডোপ্যান্ট ঘনত্ব বা প্রতিরোধ ক্ষমতা বলে না।

আমাদের সিলিকন সরবরাহের কাজে, আমরা ধাতব রাসায়নিক গঠনকে বৈদ্যুতিক-সম্পত্তির প্রয়োজনীয়তা থেকে আলাদা করি। যদি আপনার ডাউনস্ট্রিম প্রক্রিয়াটি পরিবাহিতা, বিশুদ্ধতা, ডোপান্ট স্তর বা প্রতিরোধের উপর নির্ভর করে, তবে সেই পরামিতিগুলিকে একটি আদর্শ সিলিকন মেটাল গ্রেড থেকে অনুমান করার পরিবর্তে আলাদাভাবে নিশ্চিত করা উচিত।

বিশুদ্ধ সিলিকন হয়একটি ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহী নাতামা, অ্যালুমিনিয়াম বা অন্যান্য সাধারণ ধাতব কন্ডাক্টরের সাথে তুলনা করা হয়।

এর গুরুত্ব একটি ভিন্ন সম্পত্তি থেকে আসে: পরিবাহিতা ইচ্ছাকৃতভাবে চার্জ বাহক নিয়ন্ত্রণ করে পরিবর্তন করা যেতে পারে।

অভ্যন্তরীণ সিলিকন অপেক্ষাকৃত কম মোবাইল ক্যারিয়ারের সাথে শুরু হয়। এন-টাইপ ডোপিং উপলব্ধ ইলেকট্রন বাড়ায়, যখন পি-টাইপ ডোপিং গর্ত তৈরি করে। তাপমাত্রা, ডোপান্ট ঘনত্ব, বিশুদ্ধতা এবং স্ফটিক গুণমান তারপরে চূড়ান্ত পরিবাহিতা এবং প্রতিরোধ ক্ষমতাকে আরও প্রভাবিত করে।

এই কারণেই প্রশ্ন "সিলিকন কি বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে?" একটি সহজ উত্তর কিন্তু একটি গুরুত্বপূর্ণ যোগ্যতা আছে: