ซิลิคอนคาร์ไบด์และรอยต่อ p-n

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ซิลิคอนคาร์ไบด์และรอยต่อ p-n

ซิลิคอนคาร์ไบด์ vs. รอยต่อ p-n

ซิลิคอนคาร์ไบด์ (silicon carbide) หรือ คาร์บอรันดัม (carborundum) เป็นสารประกอบที่มีสูตรเคมีคือ SiC ในรูปบริสุทธิ์ไม่มีสี แต่มีสีเขียวถึงดำจากการปนเปื้อนธาตุเหล็ก ซิลิคอนคาร์ไบด์มีรูปแบบผลึกกว่า 250 แบบ แต่พบมากที่สุดในรูปแอลฟา (α-SiC) ซึ่งมีโครงสร้างผลึกแบบหกเหลี่ยม ก่อตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 1700 °C และรูปบีตา (β-SiC) ซึ่งเป็นโครงสร้างแบบซิงก์เบลนด์ ก่อตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1700 °C ในธรรมชาติพบในแร่มอยซาไนต์ แต่สามารถสังเคราะห์ได้จากกระบวนการอะคีสัน ซิลิคอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัตินำความร้อนและทนอุณหภูมิสูง มีความแข็งตามมาตราโมสที่ 9-9.5 จึงนิยมใช้เป็นสารกึ่งตัวนำ, วัสดุขัดถู, วัสดุทนความร้อนสูงและการกระแทก. รูปแสดงสัญญลักษณ์ของ PN diode รูปสามเหลี่ยมแทน p side เส้นขีดแนวตั้งแทน n side รอยต่อ p-n (p-n junction) คือ บริเวณขอบเขตแดนหรือรอยเชื่อมต่อระหว่างสารกึ่งตัวนำสองประเภท ได้แก่สารแบบ p-type และแบบ n-type ภายในผลึกกึ่งตัวนำเดี่ยว รอยต่อ p-n นี้จะถูกสร้างขึ้นโดยการโด๊ป ด้วยวิธีการเช่นการปลูกไอออน หรือด้วยแพร่กระจายของสารเจือปน หรือด้วยการ epitaxy (การปลูกผลึกหนึ่งชั้นที่ถูกโด๊ปด้วย สารเจือปนประเภทหนึ่งบนด้านบนของชั้นผลึกที่ถูกโด๊ปด้วยสารเจือปนอีกประเภทหนึ่ง) ถ้าวัสดุที่เป็นรอยต่อนี้ถูกทำเป็นสองชิ้นแยกจากกัน รอยต่อนี้จะเป็นขอบเขตระหว่างสารกึ่งตัวนำที่ ยับยั้งการไหลของกระแสอย่างรุนแรง โดยทำให้อิเล็กตรอนและโฮลในสารกึ่งตัวนำกระจัดกร.

สารกึ่งตัวนำ

รกึ่งตัวนำ (semiconductor) คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำและฉนวน เป็นวัสดุที่ใช้ทำอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ มักมีตัวประกอบของ germanium, selenium, silicon วัสดุเนื้อแข็งผลึกพวกหนึ่งที่มีสมบัติเป็นตัวนำ หรือสื่อไฟฟ้าก้ำกึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะหรือฉนวน ความเป็นตัวนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และสิ่งไม่บริสุทธิ์ที่มีเจือปนอยู่ในวัสดุพวกนี้ ซึ่งอาจเป็นธาตุหรือสารประกอบก็มี เช่น ธาตุเจอร์เมเนียม ซิลิคอน ซีลีเนียม และตะกั่วเทลลูไรด์ เป็นต้น วัสดุกึ่งตัวนำพวกนี้มีความต้านทานไฟฟ้าลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งเป็นลักษณะตรงข้ามกับโลหะทั้งปวง ที่อุณหภูมิ ศูนย์ เคลวิน วัสดุพวกนี้จะไม่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านเลย เพราะเนื้อวัสดุเป็นผลึกโควาเลนต์ ซึ่งอิเล็กตรอนทั้งหลายจะถูกตรึงอยู่ในพันธะโควาเลนต์หมด (พันธะที่หยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม) แต่ในอุณหภูมิธรรมดา อิเล็กตรอนบางส่วนมีพลังงาน เนื่องจากความร้อนมากพอที่จะหลุดไปจากพันธะ ทำให้เกิดที่ว่างขึ้น อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาเป็นสาเหตุให้สารกึ่งตัวนำ นำไฟฟ้าได้เมื่อมีมีสนามไฟฟ้ามาต่อเข้ากับสารนี้ สารกึ่งตัวนำไม่บริสุทธิ์ เป็นสารที่เกิดขึ้นจากการเติมสารเจือปนลงไปในสารกึ่งตัวนำแท้ เช่น ซิลิกอน หรือเยอรมันเนียม เพื่อให้ได้สารกึ่งตัวนำที่มีสภาพการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้น สารกึ่งตัวนำไม่บริสุทธิ์นี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ สารกึ่งตัวนำประเภทเอ็น (N-Type) และสารกึ่งตัวนำประเภทพี (P-Type).

ซิลิคอนคาร์ไบด์และสารกึ่งตัวนำ · รอยต่อ p-nและสารกึ่งตัวนำ · ดูเพิ่มเติม »