परमाणु संरचना, ऊर्जा बैंड और धाराओं को समझना

नमस्कार दोस्तो कैसे हो आप सब, उम्मीद करता हूं आप सब अच्छे होंगे। आज मैं आपको परमाणु संरचना, ऊर्जा बैंड और धाराओं को समझाने वाला हूँ।

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के आवश्यक घटक हैं, और इस क्षेत्र में रुचि रखने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए उनके मूल गुणों को समझना महत्वपूर्ण है। इस लेख में, हम आपको कुछ महत्वपूर्ण अर्धचालक शब्दों से परिचित कराएंगे जिन्हें आपको जानना चाहिए।

परमाणु: सेमीकंडक्टर्स का बेसिक बिल्डिंग ब्लॉक

परमाणु अर्धचालकों के मूल निर्माण खंड हैं। वे सकारात्मक रूप से आवेशित प्रोटॉन, ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों और तटस्थ न्यूट्रॉन से बने होते हैं। परमाणु का मध्य भाग जिसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं, नाभिक कहलाता है, जबकि इलेक्ट्रॉन विभिन्न कक्षाओं में नाभिक के चारों ओर घूमते हैं।

वैलेंस इलेक्ट्रॉन: सेमीकंडक्टर व्यवहार को समझने की कुंजी

वैलेंस इलेक्ट्रॉन एक परमाणु की सबसे बाहरी कक्षा में मौजूद इलेक्ट्रॉन होते हैं। वे अर्धचालकों के विद्युत गुणों को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

• मुक्त इलेक्ट्रॉन: संयोजी इलेक्ट्रॉन जो नाभिक से शिथिल रूप से जुड़े होते हैं और परमाणु से परमाणु में जा सकते हैं।
• बंधे हुए इलेक्ट्रॉन: ऐसे इलेक्ट्रॉन जो नाभिक से कसकर बंधे होते हैं और अंतरतम कक्षा के इलेक्ट्रॉन होते हैं।

सिलिकॉन और जर्मेनियम की परमाणु संरचना: सबसे आम अर्धचालक

सिलिकॉन और जर्मेनियम दो सबसे आम अर्धचालक हैं। अर्धचालक व्यवहार को समझने के लिए उनकी परमाणु संरचनाओं को समझना महत्वपूर्ण है।

• सिलिकॉन: परमाणु संख्या 14, 14 प्रोटॉन और 14 इलेक्ट्रॉन, वैलेंस नंबर 4।
• जर्मेनियम: परमाणु संख्या 32, 32 प्रोटॉन और 32 इलेक्ट्रॉन, वैलेंस नंबर 4।

ऊर्जा बैंड: सेमीकंडक्टर चालकता को समझने की कुंजी

अर्धचालक में इलेक्ट्रॉनों में ऊर्जा होती है, और यह ऊर्जा एक ही कक्षा में समान नहीं होती है। एक ही कक्षा के इलेक्ट्रॉनों द्वारा धारण की जाने वाली ऊर्जाओं की श्रेणी को उस कक्षा का ऊर्जा बैंड कहा जाता है।

• वैलेंस बैंड: सबसे अधिक व्याप्त ऊर्जा बैंड जो वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के पास मौजूद ऊर्जा की सीमा का प्रतिनिधित्व करता है। बैंड पूरी तरह या आंशिक रूप से भरा हो सकता है।
• चालन बैंड: मुक्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा धारण की जाने वाली ऊर्जाओं की श्रेणी का प्रतिनिधित्व करता है जो स्वतंत्र रूप से गति कर सकते हैं और विद्युत प्रवाह का संचालन कर सकते हैं। यह बैंड खाली या आंशिक रूप से भरा हो सकता है।
• निषिद्ध ऊर्जा अंतराल: संयोजकता और चालन बैंड के बीच ऊर्जा अंतराल को निषिद्ध ऊर्जा अंतराल कहा जाता है। यह अंतर एक इलेक्ट्रॉन को वैलेंस बैंड से चालन बैंड तक धकेलने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को इंगित करता है। इसे इलेक्ट्रॉन-वोल्ट (eV) द्वारा निरूपित किया जाता है।

अर्धचालकों में धाराएँ: बहाव और प्रसार

अर्धचालकों में दो प्रकार की धाराएँ मौजूद होती हैं, बहाव धारा और विसरण धारा।

• बहाव धारा: बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में आवेश वाहकों की गति के कारण विद्युत प्रवाह का प्रवाह।
• विसरण धारा: उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र से आवेश वाहकों की गति के कारण विद्युत प्रवाह का प्रवाह।

सिलिकॉन और जर्मेनियम की तुलना

तत्व	परमाणु संख्या	प्रोटॉन की संख्या	इलेक्ट्रॉनों की संख्या	वैलेंस नंबर
सिलिकॉन	14	14	14	4
जर्मेनियम	32	32	32	4

इस आलेख में प्रस्तुत मूल सेमीकंडक्टर शर्तों को समझकर, आपके पास सेमीकंडक्टर भौतिकी और इलेक्ट्रॉनिक्स में अधिक जटिल विषयों की खोज के लिए एक ठोस आधार होगा। चाहे आप शुरुआत कर रहे हों या केवल एक पुनश्चर्या की आवश्यकता हो, यह मार्गदर्शिका आरंभ करने के लिए एक बेहतरीन स्थान है।