نیم موصل

نیم موصل#

نیم موصل وہ مواد ہیں جن کی برقی موصلیت موصل اور موصل کے درمیان ہوتی ہے۔ وہ جدید الیکٹرانکس کے لازمی اجزاء ہیں، جن میں ٹرانزسٹر، انٹیگریٹڈ سرکٹس اور شمسی سیل شامل ہیں۔

نیم موصل کی برقی خصوصیات کو نجاستیں شامل کر کے کنٹرول کیا جا سکتا ہے، جنہیں ڈوپنٹس کہا جاتا ہے، جو مواد میں آزاد الیکٹران یا ہولز کی تعداد کو تبدیل کرتی ہیں۔ اس عمل کو ڈوپنگ کہا جاتا ہے، جو نیم موصل کو مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے تیار کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

سب سے عام نیم موصل سلیکون اور جرمینیم ہیں، لیکن دیگر مواد جیسے گیلیم آرسنائیڈ اور انڈیم فاسفائیڈ بھی استعمال ہوتے ہیں۔ نیم موصل کو پتلی ویفرز میں تیار کیا جاتا ہے، جن پر مطلوبہ الیکٹرانک ڈیوائسز بنانے کے لیے پروسیسنگ کی جاتی ہے۔

نیم موصل انڈسٹری تکنیکی جدت کی ایک بڑی محرک ہے، اور یہ نئے مواد اور ڈیوائسز تیار کرتی رہتی ہے جو الیکٹرانکس میں ممکنات کی حدود کو آگے بڑھاتی ہیں۔

نیم موصل کیا ہیں؟#

نیم موصل وہ مواد ہیں جن کی برقی موصلیت موصل اور موصل کے درمیان ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ وہ کچھ خاص حالات میں بجلی کی موصل کر سکتے ہیں، لیکن دوسرے حالات میں نہیں۔ نیم موصل کا استعمال الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک وسیع قسم میں کیا جاتا ہے، جن میں ٹرانزسٹر، ڈائیوڈز اور انٹیگریٹڈ سرکٹس شامل ہیں۔

سب سے عام نیم موصل مواد سلیکون اور جرمینیم ہیں۔ یہ اور مواد ایک موصل ہے۔

تاہم، اگر نیم موصل میں نجاستیں شامل کی جائیں، تو مواد کی برقی خصوصیات کو تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر فاسفورس سلیکون لیٹس کو ایک اضافی الیکٹران عطا کرے گا۔ یہ اضافی الیکٹران پھر لیٹس کے ذریعے آزادانہ طور پر حرکت کر سکتا ہے، جس سے مواد بجلی کی موصل کر سکتا ہے۔

نجاست کی قسم اور شامل کی گئی نجاست کی مقدار نیم موصل کی برقی خصوصیات کو کنٹرول کر سکتی ہے۔ یہ نیم موصل کو الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک وسیع قسم میں استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

یہاں کچھ مثالیں ہیں کہ نیم موصل کا استعمال الیکٹرانک ڈیوائسز میں کیسے کیا جاتا ہے:

• ٹرانزسٹر الیکٹرانک سگنلز کو بڑھانے یا سوئچ کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ وہ نیم موصل مواد کی تین تہوں سے بنے ہوتے ہیں، ایک طرف دو ٹرمینلز اور دوسری طرف ایک ٹرمینل ہوتا ہے۔ جب ایک طرف کے دو ٹرمینلز پر وولٹیج لگائی جاتی ہے، تو یہ دوسری طرف کے ٹرمینل کے درمیان کرنٹ کے بہاؤ کو کنٹرول کرتا ہے۔
• ڈائیوڈز صرف ایک سمت میں کرنٹ کے بہاؤ کی اجازت دینے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ وہ نیم موصل مواد کی دو تہوں سے بنے ہوتے ہیں، ہر طرف ایک ٹرمینل ہوتا ہے۔ جب ایک طرف کے ٹرمینل پر وولٹیج لگائی جاتی ہے، تو یہ دوسری طرف کے ٹرمینل تک کرنٹ کے بہاؤ کی اجازت دیتا ہے۔ تاہم، جب وولٹیج کو ریورس کیا جاتا ہے، تو ڈائیوڈ کرنٹ کے بہاؤ کو روک دیتا ہے۔
• انٹیگریٹڈ سرکٹس چھوٹے الیکٹرانک سرکٹس ہیں جو بہت سے ٹرانزسٹرز، ڈائیوڈز اور دیگر الیکٹرانک اجزاء سے بنے ہوتے ہیں۔ ان کا استعمال الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک وسیع قسم میں کیا جاتا ہے، جن میں کمپیوٹرز، سیل فونز اور ڈیجیٹل کیمرے شامل ہیں۔

نیم موصل جدید دنیا کے لیے ضروری ہیں۔ ان کا استعمال الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک وسیع قسم میں کیا جاتا ہے، اور ان کی کارکردگی اور کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے مسلسل تیار کیا جا رہا ہے۔

نیم موصل میں ہولز اور الیکٹران#

نیم موصل میں ہولز اور الیکٹران

نیم موصل وہ مواد ہیں جن کی برقی موصلیت موصل اور موصل کے درمیان ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ وہ بجلی کی موصل کر سکتے ہیں، لیکن دھاتوں کی طرح اچھی طرح نہیں۔ نیم موصل کی برقی خصوصیات ہولز اور الیکٹران کی موجودگی کی وجہ سے ہوتی ہیں۔

ہولز

ہول نیم موصل میں ایک غائب الیکٹران ہے۔ جب ایک الیکٹران نیم موصل سے ہٹایا جاتا ہے تو ایک دوسرے کے لیے۔

الیکٹران

الیکٹران منفی چارج والے ذرات ہیں جو کسی کے مرکزے کے گرد گردش کرتے ہیں، جبکہ کنڈکشن بینڈ اگلا الیکٹران شیل ہے۔

نیم موصل ڈیوائسز

ہولز اور الیکٹران نیم موصل ڈیوائسز کے آپریشن کے لیے ضروری ہیں، جیسے ٹرانزسٹر اور ڈائیوڈز۔ ٹرانزسٹر الیکٹرانک سگنلز کو بڑھانے اور سوئچ کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں، جبکہ ڈائیوڈز صرف ایک سمت میں کرنٹ کے بہاؤ کی اجازت دینے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

مثالیں

یہاں کچھ مثالیں ہیں کہ نیم موصل ڈیوائسز میں ہولز اور الیکٹران کا استعمال کیسے کیا جاتا ہے:

• ٹرانزسٹر میں، بیس ریجن کے ذریعے بہنے والی کرنٹ کی ایک چھوٹی سی مقدار کلیکٹر ریجن کے ذریعے بہنے والی کرنٹ کی زیادہ مقدار کو کنٹرول کر سکتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ بیس ریجن میں ہولز کلیکٹر ریجن میں الیکٹران کے ساتھ دوبارہ مل سکتے ہیں، جس سے کلیکٹر کے ذریعے زیادہ الیکٹران بہنے کی اجازت ملتی ہے۔
• ڈائیوڈ میں، این-ٹائپ اور پی-ٹائپ ریجنز کے درمیان ایک ممکنہ رکاوٹ پیدا ہوتی ہے۔ یہ ممکنہ رکاوٹ این-ٹائپ ریجن سے پی-ٹائپ ریجن تک الیکٹران کے بہاؤ کو روکتی ہے۔ تاہم، ہولز پی-ٹائپ ریجن سے این-ٹائپ ریجن تک بہہ سکتے ہیں، جس سے صرف ایک سمت میں کرنٹ کے بہاؤ کی اجازت ملتی ہے۔

ہولز اور الیکٹران نیم موصل ڈیوائسز کے آپریشن کے لیے ضروری ہیں۔ نیم موصل کے ذریعے ہولز اور الیکٹران کیسے حرکت کرتے ہیں اس کو سمجھ کر، ہم ایسی الیکٹرانک ڈیوائسز ڈیزائن اور بنا سکتے ہیں جو مختلف افعال انجام دے سکتی ہیں۔

نیم موصل کی بینڈ تھیوری#

نیم موصل کی بینڈ تھیوری

نیم موصل کی بینڈ تھیوری سولڈ-اسٹیٹ فزکس میں ایک بنیادی تصور ہے جو نیم موصل کی الیکٹرانک ساخت کو بیان کرتی ہے۔ یہ نیم موصل کی برقی اور آپٹیکل خصوصیات کی وضاحت کرتی ہے، جو ٹرانزسٹر، شمسی سیل اور لائٹ-ایمٹنگ ڈائیوڈز (LEDs) جیسی الیکٹرانک ڈیوائسز کے رویے کو سمجھنے کے لیے ضروری ہیں۔

اہم تصورات:

1. انرجی بینڈز: ایک نیم موصل میں، الیکٹران کے لیے اجازت شدہ انرجی لیولز مختلف انرجی بینڈز میں تقسیم ہوتے ہیں۔ ویلینس بینڈ سب سے زیادہ انرجی بینڈ ہے جو مطلق صفر درجہ حرارت پر الیکٹران کے ذریعے قبضہ کیا جاتا ہے، جبکہ کنڈکشن بینڈ سب سے کم انرجی بینڈ ہے جو غیر قبضہ شدہ ہوتا ہے۔ ویلینس بینڈ اور کنڈکشن بینڈ کے درمیان انرجی کے فرق کو بینڈ گیپ کہا جاتا ہے۔

2. بینڈ گیپ: بینڈ گیپ نیم موصل کی ایک اہم خصوصیت ہے۔ نیم موصل میں موصل کے مقابلے میں نسبتاً چھوٹا بینڈ گیپ ہوتا ہے، جن کا بینڈ گیپ بڑا ہوتا ہے، اور دھاتوں کا کوئی بینڈ گیپ نہیں ہوتا۔ بینڈ گیپ یہ طے کرتا ہے کہ آیا کوئی مواد نیم موصل ہے، موصل ہے، یا دھات ہے۔

3. ڈوپنگ: ڈوپنگ ایک نیم موصل میں اس کی برقی خصوصیات کو تبدیل کرنے کے لیے جان بوجھ کر نجاستیں شامل کرنے کا عمل ہے۔ مخصوص ڈوپنٹ ایٹمز کو شامل کر کے، موصلیت اور نیم موصل کی قسم (این-ٹائپ یا پی-ٹائپ) کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔

4. الیکٹران اور ہول کنڈکشن: ایک نیم موصل میں، الیکٹران ویلینس بینڈ سے کنڈکشن بینڈ میں انرجی جذب کر کے حرکت کر سکتے ہیں، جیسے حرارت یا روشنی۔ جب ایک الیکٹران کنڈکشن بینڈ میں حرکت کرتا ہے، تو یہ ویلینس بینڈ میں ایک مثبت چارج شدہ ہول چھوڑ دیتا ہے۔ الیکٹران اور ہول دونوں نیم موصل کے اندر آزادانہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں، جو برقی موصل میں حصہ ڈالتے ہیں۔

مثالیں:

1. سلیکون: سلیکون ایک وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا نیم موصل مواد ہے جس کا کمرے کے درجہ حرارت پر بینڈ گیپ 1.12 eV ہے۔ یہ عام طور پر الیکٹرانک ڈیوائسز جیسے ٹرانزسٹر، انٹیگریٹڈ سرکٹس (ICs) اور شمسی سیل میں استعمال ہوتا ہے۔

2. گیلیم آرسنائیڈ (GaAs): GaAs ایک اور اہم نیم موصل مواد ہے جس کا بینڈ گیپ 1.42 eV ہے۔ یہ ہائی-اسپیڈ الیکٹرانک ڈیوائسز میں استعمال ہوتا ہے، جیسے مائیکروویو ٹرانزسٹر اور شمسی سیل، سلیکون کے مقابلے میں اس کی زیادہ الیکٹران موبلٹی کی وجہ سے۔

3. لائٹ-ایمٹنگ ڈائیوڈز (LEDs): LEDs نیم موصل ڈیوائسز ہیں جو روشنی خارج کرتی ہیں جب ان کے ذریعے ایک برقی کرنٹ گزرتا ہے۔ خارج ہونے والی روشنی کا رنگ استعمال ہونے والے نیم موصل مواد کے بینڈ گیپ پر منحصر ہوتا ہے۔

نیم موصل کی بینڈ تھیوری نیم موصل کی الیکٹرانک خصوصیات اور رویے کو سمجھنے کے لیے ایک جامع فریم ورک فراہم کرتی ہے۔ یہ مختلف نیم موصل ڈیوائسز اور ٹیکنالوجیز کی ترقی اور ڈیزائن کے لیے ضروری ہے جو ہماری جدید دنیا کو تشکیل دیتی ہیں۔

نیم موصل کی خصوصیات#

نیم موصل کی خصوصیات

نیم موصل وہ مواد ہیں جن کی برقی موصلیت موصل اور موصل کے درمیان ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ وہ کچھ خاص حالات میں بجلی کی موصل کر سکتے ہیں، لیکن دوسرے حالات میں نہیں۔ نیم موصل کی خصوصیات انہیں بہت سے الیکٹرانک ڈیوائسز کے لیے ضروری بناتی ہیں، جیسے ٹرانزسٹر، ڈائیوڈز اور انٹیگریٹڈ سرکٹس۔

بینڈ گیپ

نیم موصل کی سب سے اہم خصوصیت اس کا بینڈ گیپ ہے۔ بینڈ گیپ ویلینس بینڈ اور کنڈکشن بینڈ کے درمیان انرجی کا فرق ہے۔ ایک موصل میں، ویلینس بینڈ اور کنڈکشن بینڈ اوورلیپ ہوتے ہیں، جو الیکٹران کو دونوں بینڈز کے درمیان آزادانہ طور پر حرکت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ایک موصل میں، بینڈ گیپ اتنا بڑا ہوتا ہے کہ الیکٹران اس پر قابو نہیں پا سکتے، جو انہیں بینڈز کے درمیان حرکت کرنے سے روکتا ہے۔ ایک نیم موصل میں، بینڈ گیپ اتنا چھوٹا ہوتا ہے کہ الیکٹران کو تھرمل انرجی یا روشنی کے جذب کرنے سے ویلینس بینڈ سے کنڈکشن بینڈ میں ایکسائٹ کیا جا سکتا ہے۔

ڈوپنگ

نیم موصل کی برقی موصلیت کو ڈوپنگ کے ذریعے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ ڈوپنگ نیم موصل مواد میں نجاستیں شامل کرنے کا عمل ہے۔ جب ایک نیم موصل کو ایک ایسے عنصر کے ساتھ ڈوپ کیا جاتا ہے جس کے پاس نیم موصل ایٹمز سے ایک زیادہ ویلینس الیکٹران ہوتا ہے، تو اضافی الیکٹران کنڈکشن بینڈ کو عطا کیے جاتے ہیں۔ اس قسم کی ڈوپنگ کو این-ٹائپ ڈوپنگ کہا جاتا ہے۔ جب ایک نیم موصل کو ایک ایسے عنصر کے ساتھ ڈوپ کیا جاتا ہے جس کے پاس نیم موصل ایٹمز سے ایک کم ویلینس الیکٹران ہوتا ہے، تو غائب الیکٹران ویلینس بینڈ میں ہولز پیدا کرتے ہیں۔ یہ ہولز پڑوسی ایٹمز سے الیکٹران کے ذریعے بھرے جا سکتے ہیں، جو ہولز کو نیم موصل کے ذریعے حرکت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس قسم کی ڈوپنگ کو پی-ٹائپ ڈوپنگ کہا جاتا ہے۔

ٹرانزسٹر

ٹرانزسٹر الیکٹرانک ڈیوائسز ہیں جو الیکٹرانک سگنلز کو بڑھا سکتے ہیں یا سوئچ کر سکتے ہیں۔ ٹرانزسٹر نیم موصل سے بنے ہوتے ہیں، اور وہ ایmitter، بیس اور کلیکٹر ٹرمینلز کے درمیان الیکٹران کے بہاؤ کو کنٹرول کر کے کام کرتے ہیں۔ جب بیس ٹرمینل پر ایک چھوٹی سی وولٹیج لگائی جاتی ہے، تو یہ کلیکٹر ٹرمینل پر لگائی گئی زیادہ وولٹیج کو کنٹرول کر سکتی ہے۔ یہ ٹرانزسٹرز کو ایمپلیفائرز اور سوئچز میں استعمال کے لیے مثالی بناتا ہے۔

ڈائیوڈز

ڈائیوڈز الیکٹرانک ڈیوائسز ہیں جو کرنٹ کو صرف ایک سمت میں بہنے کی اجازت دیتے ہیں۔ ڈائیوڈز نیم موصل سے بنے ہوتے ہیں، اور وہ ایک سمت میں الیکٹران کے بہاؤ میں رکاوٹ پیدا کر کے کام کرتے ہیں۔ اس رکاوٹ کو پی-این جنکشن کہا جاتا ہے۔ جب ڈائیوڈ پر فارورڈ سمت میں وولٹیج لگائی جاتی ہے، تو پی-این جنکشن پر قابو پا لیا جاتا ہے اور کرنٹ بہہ سکتا ہے۔ جب ڈائیوڈ پر ریورس سمت میں وولٹیج لگائی جاتی ہے، تو پی-این جنکشن کرنٹ کے بہاؤ کو روک دیتا ہے۔

انٹیگریٹڈ سرکٹس

انٹیگریٹڈ سرکٹس (ICs) الیکٹرانک ڈیوائسز ہیں جو لاکھوں یا اربوں ٹرانزسٹرز اور دیگر الیکٹرانک اجزاء پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ICs نیم موصل سے بنے ہوتے ہیں، اور ان کا استعمال الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک وسیع قسم میں کیا جاتا ہے، جیسے کمپیوٹرز، سیل فونز اور ڈیجیٹل کیمرے۔

نیم موصل کی مثالیں

کچھ عام نیم موصل میں شامل ہیں:

• سلیکون (Si)
• جرمینیم (Ge)
• گیلیم آرسنائیڈ (GaAs)
• انڈیم فاسفائیڈ (InP)
• کیڈمیم ٹیلورائیڈ (CdTe)

یہ نیم موصل الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک وسیع قسم میں استعمال ہوتے ہیں، سادہ ٹرانزسٹرز سے لے کر پیچیدہ انٹیگریٹڈ سرکٹس تک۔

نیم موصل کی اقسام#

نیم موصل کی اقسام

نیم موصل وہ مواد ہیں جن کی برقی موصلیت موصل اور موصل کے درمیان ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ وہ کچھ خاص حالات میں بجلی کی موصل کر سکتے ہیں، لیکن دوسرے حالات میں نہیں۔ سب سے عام نیم موصل سلیکون اور جرمینیم ہیں، لیکن بہت سے دیگر عناصر اور مرکبات بھی نیم موصل ہو سکتے ہیں۔

نیم موصل کی دو اہم اقسام ہیں: اندرونی اور بیرونی۔

اندرونی نیم موصل خالص نیم موصل ہیں جن میں کوئی نجاست نہیں ہوتی۔ ان مواد کی برقی موصلیت بہت کم ہوتی ہے، لیکن اسے نجاستیں شامل کر کے بڑھایا جا سکتا ہے۔

بیرونی نیم موصل وہ نیم موصل ہیں جنہیں نجاستوں کے ساتھ ڈوپ کیا گیا ہے۔ ڈوپنگ ایک نیم موصل میں دوسرے عنصر کی ایک چھوٹی سی مقدار شامل کر کے اس کی برقی خصوصیات کو تبدیل کرنے کا عمل ہے۔ جب ایک نجاست کا ایٹم نیم موصل میں شامل کیا جاتا ہے، تو یہ یا تو الیکٹران عطا کر سکتا ہے یا قبول کر سکتا ہے۔ یہ نیم موصل میں آزاد الیکٹران کی تعداد کو تبدیل کرتا ہے، جو بدلے میں اس کی برقی موصلیت کو تبدیل کرتا ہے۔

دو قسم کی نجاستیں ہیں جو نیم موصل میں شامل کی جا سکتی ہیں: ڈونرز اور ایکسیپٹرز۔

ڈونرز وہ نجاستیں ہیں جو نیم موصل کو الیکٹران عطا کرتی ہیں۔ یہ نیم موصل میں آزاد الیکٹران کی تعداد کو بڑھاتا ہے، جو اس کی برقی موصلیت کو بڑھاتا ہے۔ عام ڈونر نجاستوں میں فاسفورس، آرسینک اور اینٹیمنی شامل ہیں۔

ایکسیپٹرز وہ نجاستیں ہیں جو نیم موصل سے الیکٹران قبول کرتی ہیں۔ یہ نیم موصل میں آزاد الیکٹران کی تعداد کو کم کرتا ہے، جو اس کی برقی موصلیت کو کم کرتا ہے۔ عام ایکسیپٹر نجاستوں میں بورون، گیلیم اور انڈیم شامل ہیں۔

نیم موصل میں شامل کی جانے والی نجاست کی قسم اس کی برقی خصوصیات کا تعین کرتی ہے۔ این-ٹائپ نیم موصل وہ نیم موصل ہیں جنہیں ڈونرز کے ساتھ ڈوپ کیا گیا ہے، جبکہ پی-ٹائپ نیم موصل وہ نیم موصل ہیں جنہیں ایکسیپٹرز کے ساتھ ڈوپ کیا گیا ہے۔

نیم موصل کی مثالیں

• سلیکون سب سے عام نیم موصل ہے۔ یہ الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک وسیع قسم میں استعمال ہوتا ہے، جن میں ٹرانزسٹر، انٹیگریٹڈ سرکٹس اور شمسی سیل شامل ہیں۔
• جرمینیم ایک اور عام نیم موصل ہے۔ یہ کچھ ٹرانزسٹرز اور دیگر الیکٹرانک ڈیوائسز میں استعمال ہوتا ہے۔
• گیلیم آرسنائیڈ ایک کمپاؤنڈ نیم موصل ہے جو کچھ ہائی-اسپیڈ الیکٹرانک ڈیوائسز میں استعمال ہوتا ہے۔
• انڈیم فاسفائیڈ ایک اور کمپاؤنڈ نیم موصل ہے جو کچھ آپٹو الیکٹرانک ڈیوائسز میں استعمال ہوتا ہے۔

نیم موصل جدید الیکٹرانکس کے لیے ضروری مواد ہیں۔ ان کا استعمال ڈیوائسز کی ایک وسیع قسم میں کیا جاتا ہے، کمپیوٹرز سے لے کر سیل فونز سے لے کر شمسی سیل تک۔ مختلف قسم کے نیم موصل کی مختلف خصوصیات ہیں جو انہیں مختلف ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتی ہیں۔

اندرونی نیم موصل#

ایک اندرونی نیم موصل ایک خالص نیم موصل مواد ہے جس میں کوئی نجاست یا ڈوپنٹس نہیں ہوتے۔ ایک اندرونی نیم موصل میں، آزاد الیکٹران (n) کی تعداد ہولز (p) کی تعداد کے برابر ہوتی ہے، اور مواد برقی طور پر غیر جانبدار ہوتا ہے۔ اندرونی نیم موصل کی برقی موصلیت بہت کم ہوتی ہے، کیونکہ بجلی کی موصل کرنے کے لیے چند آزاد چارج کیریئرز دستیاب ہوتے ہیں۔

کمرے کے درجہ حرارت پر، تھرمل انرجی نیم موصل میں کچھ کوویلنٹ بانڈز کو توڑنے کے لیے کافی ہوتی ہے، جس سے آزاد الیکٹران اور ہولز بنتے ہیں۔ آزاد چارج کیریئرز کی تعداد درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتی ہے، لہذا اندرونی نیم موصل کی برقی موصلیت بھی درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتی ہے۔

اندرونی نیم موصل کا بینڈ گیپ ویلینس بینڈ اور کنڈکشن بینڈ کے درمیان انرجی کا فرق ہے۔ بینڈ گیپ اس روشنی کی طول موج کا تعین کرتا ہے جو نیم موصل کے ذریعے جذب کی جا سکتی ہے۔ اگر روشنی کی طول موج بینڈ گیپ سے کم ہے، تو فوٹون کے پاس ویلینس بینڈ سے کنڈکشن بینڈ میں الیکٹران کو ایکسائٹ کرنے کے لیے کافی انرجی ہوتی ہے، جس سے ایک آزاد الیکٹران اور ہول بنتا ہے۔

اندرونی نیم موصل کا بینڈ گیپ مواد کی ایک بنیادی خصوصیت ہے۔ سلیکون کا بینڈ گیپ 1.12 eV ہے، جبکہ جرمینیم کا بینڈ گیپ 0.67 eV ہے۔ سلیکون کا بڑا بینڈ گیپ اسے جرمینیم کے مقابلے میں الیکٹرانک ڈیوائسز کے لیے زیادہ موزوں مواد بناتا ہے، کیونکہ یہ تھرمل شور سے متاثر ہونے کا امکان کم ہوتا ہے۔

اندرونی نیم موصل کا استعمال الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک قسم میں کیا جاتا ہے، جن میں شمسی سیل، فوٹوڈائیوڈز اور ٹرانزسٹر شامل ہیں۔ شمسی سیل میں، روشنی کا جذب آزاد الیکٹران اور ہولز بناتا ہے، جنہیں پھر برقی میدان کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے اور برقی کرنٹ کے طور پر جمع کیا جاتا ہے۔ فوٹوڈائیوڈ میں، روشنی کا جذب نیم موصل کے پار ایک وولٹیج پیدا کرتا ہے، جسے روشنی کی موجودگی کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ٹرانزسٹر میں، نیم موصل کے ذریعے کرنٹ کے بہاؤ کو برقی میدان کے ذریعے کنٹرول کیا جا سکتا ہے، جسے الیکٹرانک سگنلز کو بڑھانے یا سوئچ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

یہاں اندرونی نیم موصل کی کچھ مثالیں ہیں:

• سلیکون (Si)
• جرمینیم (Ge)
• گیلیم آرسنائیڈ (GaAs)
• انڈیم فاسفائیڈ (InP)
• کیڈمیم ٹیلورائیڈ (CdTe)

یہ مواد الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک قسم میں استعمال ہوتے ہیں، اور ان کی خصوصیات اچھی طرح سمجھی جاتی ہیں۔

بیرونی نیم موصل#

بیرونی نیم موصل

ایک بیرونی نیم موصل ایک نیم موصل مواد ہے جسے اس کی برقی خصوصیات کو تبدیل کرنے کے لیے جان بوجھ کر نجاستوں کے ساتھ ڈوپ کیا گیا ہے۔ مخصوص ڈوپنٹ ایٹمز کو شامل کر کے، نیم موصل کی موصلیت اور دیگر خصوصیات کو درست طریقے سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ یہ تیار کردہ خصوصیات کے ساتھ مختلف الیکٹرانک ڈیوائسز بنانے کی اجازت دیتا ہے۔

بیرونی نیم موصل کی اقسام

بیرونی نیم موصل کی دو اہم اقسام ہیں:

1. این-ٹائپ نیم موصل: یہ وہ نیم موصل ہیں جنہیں ایسے ایٹمز کے ساتھ ڈوپ کیا گیا ہے جن کے پاس نیم موصل ایٹمز سے ایک زیادہ ویلینس الیکٹران ہوتا ہے۔ یہ اضافی الیکٹران ایک آزاد کیریئر بن جاتا ہے، جو مواد کی موصلیت کو بڑھاتا ہے۔ عام این-ٹائپ ڈوپنٹس میں فاسفورس (P)، آرسینک (As) اور اینٹیمنی (Sb) شامل ہیں۔

2. پی-ٹائپ نیم موصل: یہ وہ نیم موصل ہیں جنہیں ایسے ایٹمز کے ساتھ ڈوپ کیا گیا ہے جن کے پاس نیم موصل ایٹمز سے ایک کم ویلینس الیکٹران ہوتا ہے۔ یہ ایک ہول بناتا ہے، جو ایک مثبت چارج شدہ موبائل کیریئر ہے۔ عام پی-ٹائپ ڈوپنٹس میں بورون (B)، گیلیم (Ga) اور انڈیم (In) شامل ہیں۔

بیرونی نیم موصل کی مثالیں

بیرونی نیم موصل کا استعمال الیکٹرانک ڈیوائسز کی ایک وسیع قسم میں کیا جاتا ہے، جن میں شامل ہیں:

• ٹرانزسٹر: ٹرانزسٹر ڈیجیٹل سرکٹس کے بنیادی بلڈنگ بلاکس ہیں۔ وہ این-ٹائپ اور پی-ٹائپ دونوں نیم موصل سے بنے ہوتے ہیں اور ان کا استعمال سگنلز کو بڑھانے، کرنٹس کو سوئچ کرنے اور معلومات کو ذخیرہ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔
• ڈائیوڈز: ڈائیوڈز الیکٹرانک اجزاء ہیں جو کرنٹ کو صرف ایک سمت میں بہنے کی اجازت دیتے ہیں۔ وہ ایک قسم کے نیم موصل سے بنے ہوتے ہیں، یا تو این-ٹائپ یا پی-ٹائپ۔
• لائٹ-ایمٹنگ ڈائیوڈز (LEDs): LEDs نیم موصل ڈیوائسز ہیں جو روشنی خارج کرتی ہیں جب ان کے ذریعے ایک برقی کرنٹ گزرتا ہے۔ وہ مختلف نیم موصل مواد سے بنے ہوتے ہیں، جن میں گیلیم آرسنائیڈ (GaAs)، انڈیم گیلیم نائٹرائیڈ (InGaN) اور ایلومینیم گیلیم انڈیم فاسفائیڈ (AlGaInP) شامل ہیں۔
• شمسی سیل: شمسی سیل وہ ڈیوائسز ہیں جو روشنی کی انرجی کو برقی انرجی میں تبدیل کرتی ہیں۔ وہ مختلف نیم موصل مواد سے بنے ہوتے ہیں، جن میں سلیکون (Si)، کیڈمیم ٹیلورائیڈ (CdTe) اور کاپر انڈیم گیلیم سیل