Valence band, conduction band, ແລະ band gap ອະທິບາຍເຖິງວິທີທີ່ວັດສະດຸນໍາກະແສໄຟຟ້າ. ເຂົາເຈົ້າສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເປັນຫຍັງ conductors ຈຶ່ງປ່ອຍໃຫ້ກະແສໄຫຼໄດ້ງ່າຍ, ເປັນຫຍັງ insulators ຈຶ່ງຕ້ານທານມັນ ແລະເປັນຫຍັງ semiconductors ຈຶ່ງສາມາດຄວບຄຸມໄດ້. ແນວຄິດເຫຼົ່ານີ້ຍັງອະທິບາຍເຖິງການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເອເລັກໂຕຣອນ ການສ້າງຮູ ແລະຜົນກະທົບຂອງຄວາມຮ້ອນ ແສງສະຫວ່າງ ແລະ doping ຕໍ່ການນໍາພາ. ບົດຄວາມນີ້ໃຫ້ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຄວາມສໍາພັນພື້ນຖານເຫຼົ່ານີ້.
ຄ1. ບົດບາດ ຂອງ ຊ່ອງ ວ່າງ ລະຫວ່າງ ກຸ່ມ
ຄ2. ຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງສາຍພະລັງງານ
ຄ3. ການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເອເລັກໂຕຣອນຂ້າມຊ່ອງຫວ່າງຂອງຂອບເຂດ
ຄ4. ຄວາມ ແຕກ ຕ່າງ ຂອງ Band Gap ໃນ ວັດຖຸ
ຄ5. ປັດໄຈ ທີ່ ມີ ຜົນ ກະທົບ ຕໍ່ ພຶດຕິ ກໍາ ຂອງ band
ຄ6. ວິ ທີ ທີ່ ຈະ ເຂົ້າ ໃຈ ພຶດ ຕິ ກໍາ ຂອງ ພັກ
ຄ7. ຄວາມຜິດພາດທົ່ວໄປໃນທິດສະດີຂອງພັກ
ຄ8. ສະຫລຸບ
ຄ9. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ບົດບາດ ຂອງ ຊ່ອງ ວ່າງ ລະຫວ່າງ ກຸ່ມ
ຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງ valence band ແລະ conduction band ເອີ້ນວ່າ band gap. ມັນຊ່ວຍອະທິບາຍວ່າວັດຖຸແຂງປະພຶດແນວໃດເມື່ອໃຊ້ກະແສໄຟຟ້າ. ຊ່ອງວ່າງນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເອເລັກໂຕຣອນຕ້ອງການພະລັງງານຫຼາຍສໍ່າໃດກ່ອນທີ່ມັນຈະເຄື່ອນເຫນັງຢ່າງອິດສະຫຼະແລະສົ່ງກະແສຜ່ານວັດຖຸ.
ຂະຫນາດຂອງຊ່ອງວ່າງນີ້ມີຜົນກະທົບຕໍ່ວັດສະດຸທີ່ເຮັດຫນ້າທີ່ຄືກັບຕົວນໍາ, insulator ຫຼື semiconductor. ຊ່ອງຫວ່າງນ້ອຍໆເຮັດໃຫ້ການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເອເລັກໂຕຣອນງ່າຍຂຶ້ນ ໃນຂະນະທີ່ຊ່ອງຫວ່າງໃຫຍ່ເຮັດໃຫ້ຍາກຂຶ້ນ. ດ້ວຍເຫດນີ້ຊ່ອງຫວ່າງຂອງສາຍຮັດຈຶ່ງສໍາຄັນໃນເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກ, ຟີຊິກສາດ semiconductor, ການຮູ້ສຶກ, ອຸປະກອນທີ່ອີງໃສ່ແສງສະຫວ່າງ ແລະ ການຈໍາແນກວັດຖຸ.
ຊ່ອງ ວ່າງ ລະຫວ່າງ ສາຍ ພະລັງ
band valence ເປັນສາຍພະລັງງານສູງສຸດທີ່ຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈະເຕັມໄປດ້ວຍເອເລັກໂຕຣອນ. ສາຍການນໍາພາແມ່ນສາຍພະລັງງານທີ່ເອເລັກໂຕຣອນສາມາດເຄື່ອນເຫນັງໄດ້ຢ່າງເປັນອິດສະຫຼະຫຼາຍຂຶ້ນຜ່ານວັດຖຸ. ລະຫວ່າງ ສອງ ເບື້ອງ ນັ້ນ ມີ ຊ່ອງ ວ່າງ ຂອງ band ຊຶ່ງ ເອີ້ນ ອີກ ວ່າ ຊ່ອງ ວ່າງ ຂອງ ພະລັງ ຫລື ຊ່ອງ ວ່າງ ທີ່ ຕ້ອງ ຫ້າມ.
ຊ່ອງວ່າງຂອງສາຍຮັດບໍ່ແມ່ນຊ່ອງວ່າງທາງກາຍະພາບພາຍໃນວັດຖຸ. ມັນເປັນຂອບເຂດພະລັງງານທີ່ເອເລັກໂຕຣອນບໍ່ສາມາດມີຢູ່ໄດ້ ດັ່ງນັ້ນເອເລັກໂຕຣອນຕ້ອງໄດ້ຮັບພະລັງງານພຽງພໍທີ່ຈະຂ້າມຈາກສາຍຮັດວາເລັນສ໌ໄປຫາສາຍການນໍາພາ.
ຂະຫນາດຂອງຊ່ອງຫວ່າງຂອງສາຍຮັດມີຜົນກະທົບຢ່າງແຮງກ້າຕໍ່ວິທີທີ່ວັດສະດຸປະພຶດທາງໄຟຟ້າ. ມັນຊ່ວຍກໍານົດວ່າເອເລັກໂຕຣອນສາມາດເຄື່ອນເຫນັງໄດ້ງ່າຍສໍ່າໃດ ແລະກະແສສາມາດໄຫຼໄດ້ງ່າຍ, ອ່ອນແອ ຫຼືພຽງແຕ່ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂບາງຢ່າງເທົ່ານັ້ນ.
ການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເອເລັກໂຕຣອນຂ້າມຊ່ອງຫວ່າງຂອງພັກ
ພະລັງງານທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການກະຕຸ້ນເອເລັກໂຕຣອນ
ການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເອເລັກໂຕຣອນຂຶ້ນຢູ່ກັບປະລິມານພະລັງງານທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອຂ້າມຊ່ອງຫວ່າງຂອງສາຍຮັດ. ຊ່ອງວ່າງທີ່ນ້ອຍກວ່າເຮັດໃຫ້ການປ່ຽນແປງນີ້ງ່າຍຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ຊ່ອງວ່າງທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຕ້ອງໃຊ້ກໍາລັງວັງຊາຫຼາຍຂຶ້ນ. ສິ່ງນີ້ມີຜົນກະທົບຢ່າງແຮງກ້າຕໍ່ຄວາມງ່າຍດາຍຂອງວັດສະດຸທີ່ສາມາດສະຫນັບສະຫນູນການນໍາພາໄຟຟ້າໄດ້.
ການສ້າງເອເລັກໂຕຣອນແລະຮູ
ເມື່ອເອເລັກໂຕຣອນຂ້າມເຂົ້າໄປໃນສາຍຮັດ ມັນຈະປະຮູໄວ້ໃນສາຍຮັດ valence. ທັງເອເລັກໂຕຣອນອິດສະຫຼະແລະຮູຊ່ວຍນໍາເອົາປະໂຫຍດຜ່ານວັດຖຸ.
ຄວາມ ແຕກ ຕ່າງ ຂອງ Band Gap ໃນ ວັດຖຸ
ຜູ້ນໍາເຮືອ
conductors ອະນຸຍາດໃຫ້ເອເລັກໂຕຣອນເຄື່ອນເຫນັງໄດ້ງ່າຍເພາະສາຍຮັດ valence ແລະ conduction band ຊັດເຈນກັນຫຼືຢູ່ໃກ້ໆກັນຫຼາຍ. ຜົນກໍຄື ເອເລັກໂຕຣອນສາມາດເຄື່ອນເຫນັງໄດ້ໂດຍບໍ່ມີຄວາມຕ້ານທານ ດັ່ງນັ້ນກະແສໄຟຟ້າຈຶ່ງໄຫຼຜ່ານວັດຖຸໄດ້ງ່າຍ.
Semiconductors
Semiconductors ມີ ຊ່ອງ ວ່າງ band ພໍ ສົມຄວນ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າເອເລັກໂຕຣອນຈໍາເປັນຕ້ອງມີພະລັງງານບາງຢ່າງເພື່ອຈະໄປເຖິງສາຍການນໍາພາ, ແຕ່ບໍ່ຫຼາຍເກີນໄປ. ດ້ວຍເຫດນີ້, ຄວາມສາມາດຂອງມັນໃນການຂົນສົ່ງກະແສຈຶ່ງສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ງ່າຍກວ່າໃນຕົວນໍາຫຼື insulators.
Insulators
Insulators ມີຊ່ອງຫວ່າງຂະຫນາດໃຫຍ່ ດັ່ງນັ້ນເອເລັກໂຕຣອນຈຶ່ງຕ້ອງການພະລັງງານຫຼາຍຂຶ້ນເພື່ອເຄື່ອນຍ້າຍເຂົ້າໄປໃນສາຍການນໍາ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເອເລັກໂຕຣອນເປັນເລື່ອງຍາກໃນສະພາບປົກກະຕິແລະຈໍາກັດການໄຫຼຂອງກະແສ.
ປັດໄຈ ທີ່ ມີ ຜົນ ກະທົບ ຕໍ່ ພຶດຕິ ກໍາ ຂອງ band
ຜົນກະທົບຂອງອຸນຫະພູມ
ເມື່ອອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ, ເອເລັກໂຕຣອນຫຼາຍຂຶ້ນຈະໄດ້ຮັບພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ. ສິ່ງ ນີ້ ຈະ ເພີ່ມ ໂອກາດ ທີ່ ເຂົາ ເຈົ້າຈະ ຂ້າມ ຊ່ອງ ວ່າງ ຂອງ band ແລະ ເຂົ້າ ໄປ ໃນ band conduction. ໃນ semiconductors, ຕາມປົກກະຕິແລ້ວສິ່ງນີ້ຈະເພີ່ມການນໍາພາ.
ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຂອງແສງສະຫວ່າງ
ແສງຍັງສາມາດໃຫ້ພະລັງງານທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອເຄື່ອນຍ້າຍເອເລັກໂຕຣນຂ້າມຊ່ອງຫວ່າງຂອງສາຍຮັດ. ເມື່ອພະລັງງານແສງສູງພໍ ເອເລັກໂຕຣອນສາມາດກະໂດດໄປຫາສາຍຮັດນໍາແລະປະຮູໄວ້ໃນສາຍຮັດວາເລັນສ໌. ສິ່ງນີ້ປ່ຽນແປງວິທີທີ່ວັດສະດຸນໍາກະແສໄຟຟ້າ.
ຜົນກະທົບ doping
Doping ປ່ຽນແປງວັດຖຸໂດຍການຕື່ມອາໂຕມທີ່ບໍ່ສະອາດໃນປະລິມານເລັກນ້ອຍ. ອາໂຕມເຫຼົ່ານີ້ສ້າງລະດັບພະລັງງານເພີ່ມເຕີມໃກ້ກັບສາຍຮັດ valence ຫຼື conduction. ຜົນກໍຄື ຕ້ອງໃຊ້ພະລັງງານຫນ້ອຍລົງສໍາລັບເອເລັກໂຕຣອນຫຼືຮູທີ່ຈະມີສ່ວນຮ່ວມໃນການນໍາພາ ເຮັດໃຫ້ການຄວບຄຸມການນໍາພາໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນ.
ວິ ທີ ທີ່ ຈະ ເຂົ້າ ໃຈ ພຶດ ຕິ ກໍາ ຂອງ ພັກ
ກົດການຄັດເລືອກວັດຖຸ
• ໃຊ້ conductors ເມື່ອ ຕ້ອງການ ກະແສ ທີ່ ໄຫລ ງ່າຍ
• ໃຊ້ insulators ເມື່ອຄວນປິດກະແສໄຟຟ້າ
• ໃຊ້ semiconductors ເມື່ອຈໍາເປັນຕ້ອງຄວບຄຸມການນໍາພາ
ກົດການແປຄວາມຫມາຍຂອງອຸປະກອນ
• Diodes ຂຶ້ນຢູ່ກັບການເຄື່ອນເຫນັງຂອງປະກອບທີ່ຄວບຄຸມໄດ້
• transistor ເພິ່ງອາໄສພຶດຕິກໍາ semiconductor
• ຈຸລັງສຸລິຍະໃຊ້ການກະຕຸ້ນເອເລັກໂຕຣອນທີ່ຂັບໄລ່ດ້ວຍແສງສະຫວ່າງ
• Sensor ມັກຈະຂຶ້ນຢູ່ກັບການປ່ຽນແປງຂອງການນໍາພາ
ຄວາມຜິດພາດທົ່ວໄປໃນທິດສະດີຂອງພັກ
ການ ປະ ຕິ ບັດ ຕໍ່ ຊ່ອງ ວ່າງ ຂອງ band ເປັນ ຊ່ອງ ວ່າງ ທາງ ຮ່າງ ກາຍ
ຊ່ອງ ວ່າງ ຂອງ band ບໍ່ ແມ່ນ ຊ່ອງ ວ່າງ ເປົ່າ ຢູ່ ໃນ ວັດຖຸ. ມັນເປັນຂອບເຂດພະລັງງານທີ່ຕາມປົກກະຕິແລ້ວເອເລັກໂຕຣອນບໍ່ສາມາດມີຢູ່ໄດ້. ການເຂົ້າໃຈຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ຊ່ວຍປ້ອງກັນຄວາມສັບສົນເມື່ອອະທິບາຍເຖິງວິທີທີ່ເອເລັກໂຕຣອນເຄື່ອນເຫນັງລະຫວ່າງສາຍພະລັງງານ.
ການບໍ່ເອົາໃຈໃສ່ການນໍາພາຂອງຮູ
ໃນ semiconductors, ການນໍາພາໄຟຟ້າມັກຈະກ່ຽວຂ້ອງກັບທັງເອເລັກໂຕຣອນແລະຮູ. ການເອົາໃຈໃສ່ພຽງແຕ່ເອເລັກໂຕຣອນເທົ່ານັ້ນເຮັດໃຫ້ເຫັນພາບທີ່ບໍ່ຄົບຖ້ວນກ່ຽວກັບວິທີທີ່ປະກອບເຄື່ອນເຫນັງຜ່ານວັດຖຸ.
ການເວົ້າຊໍ້າຄໍານິຍາມເລື້ອຍໆເກີນໄປ
ຄວນກໍານົດຊ່ອງຫວ່າງ valence band, conduction band, ແລະ band gap ຢ່າງຈະແຈ້ງຄັ້ງຫນຶ່ງ. ຫລັງ ຈາກ ນັ້ນ, ການ ສົນ ທະ ນາ ຄວນ ດໍາ ເນີນ ຕໍ່ ໄປ ໂດຍ ການ ອະ ທິ ບາຍ ຄວາມ ສໍາ ພັນ, ຜົນ ສະ ທ້ອນ, ແລະ ຄວາມ ຫມາຍ ແທນ ທີ່ ຈະ ກ່າວ ຄໍາ ອະ ທິ ບາຍ ແບບ ດຽວ ກັນ.
ຂາດການເຊື່ອມຕໍ່ກັບພຶດຕິກໍາທາງວັດຖຸ
ພຶດຕິກໍາທາງໄຟຟ້າຂອງວັດສະດຸຄວນຕິດຕໍ່ກັບໂຄງສ້າງສາຍຮັດຂອງມັນສະເຫມີ. conductors, semiconductors ແລະ insulators ແຕກຕ່າງກັນເນື່ອງຈາກຂະຫນາດຂອງສາຍຮັດຫຼືຊ່ອງຫວ່າງຂອງສາຍຮັດ ແລະການເຊື່ອມໂຍງນີ້ຄວນຈະແຈ້ງຕະຫຼອດຄໍາອະທິບາຍ.
ການສະຫລຸບ
valence band, conduction band, ແລະ band gap ກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບພຶດຕິກໍາທາງໄຟຟ້າ. ເຂົາເຈົ້າອະທິບາຍເຖິງວິທີທີ່ເອເລັກໂຕຣອນເຄື່ອນເຫນັງ, ເປັນຫຍັງຮູຈຶ່ງສໍາຄັນເຊັ່ນກັນ ແລະເປັນຫຍັງ conductors, semiconductors ແລະ insulators ຈຶ່ງປະພຶດຕ່າງກັນ. ມັນ ຍັງ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ວ່າ ຄວາມ ຮ້ອນ, ແສງ ສະຫວ່າງ ແລະ doping ສາມາດ ປ່ຽນ ແປງ ການ ນໍາພາ ໄດ້ ແນວ ໃດ. ແນວຄິດເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ເຂົ້າໃຈໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນທີ່ຈະເຂົ້າໃຈການເຄື່ອນເຫນັງຂອງປະກອບ, ພຶດຕິກໍາຂອງວັດຖຸ ແລະ ພື້ນຖານການເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກແລະແສງສະຫວ່າງຫຼາຍຢ່າງໃນການນໍາໃຊ້ແທ້ໆ.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ສິ່ງໃດເຮັດໃຫ້ເອເລັກໂຕຣອນມີພະລັງງານພຽງພໍທີ່ຈະເຄື່ອນເຫນັງເຂົ້າໄປໃນສາຍນໍາ?
ຄວາມຮ້ອນ ແສງສະຫວ່າງ ຫຼືພະລັງງານພາຍນອກອື່ນໆສາມາດໃຫ້ເອເລັກໂຕຣອນມີພະລັງງານພຽງພໍທີ່ຈະຂ້າມຊ່ອງຫວ່າງຂອງສາຍຮັດແລະເຄື່ອນຍ້າຍເຂົ້າໄປໃນສາຍການນໍາ.
ເປັນຫຍັງ semiconductors ຈຶ່ງມີປະໂຫຍດໃນເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກ?
Semiconductors ມີປະໂຫຍດເພາະສາມາດຄວບຄຸມການນໍາພາໄດ້ງ່າຍກວ່າ conductors ຫຼື insulators.
ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນເມື່ອມີຊ່ອງຫວ່າງພຽງເລັກຫນ້ອຍຫຼືບໍ່ມີເລີຍ?
ເອເລັກໂຕຣອນສາມາດເຄື່ອນເຫນັງໄດ້ງ່າຍກວ່າ ດັ່ງນັ້ນວັດຖຸຈຶ່ງນໍາກະແສໄຟຟ້າໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນ.
ເປັນຫຍັງທິດສະດີຂອງພັກຈຶ່ງສໍາຄັນ?
ທິດສະດີຂອງສາຍຮັດຊ່ວຍອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງວັດສະດຸທີ່ຕ່າງກັນຈຶ່ງນໍາກະແສໄຟຟ້າຕ່າງກັນ.
ການນໍາພາສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ໂດຍບໍ່ປ່ຽນແປງວັດສະດຸນັ້ນເອງ?
ແມ່ນແລ້ວ. ອຸນຫະພູມ, ແສງສະຫວ່າງ ຫຼືສະພາບພາຍນອກສາມາດປ່ຽນແປງຄວາມງ່າຍດາຍຂອງເອເລັກໂຕຣອນໃນວັດຖຸ.
ເປັນຫຍັງໂຄງສ້າງຂອງພັກຈຶ່ງສໍາຄັນໃນພາກປະຕິບັດ?
ໂຄງສ້າງຂອງສາຍຮັດຊ່ວຍອະທິບາຍວ່າວັດສະດຸຈະປ່ອຍໃຫ້ກະແສໄຫຼໄດ້ງ່າຍ, ອ່ອນແອ ຫຼືພຽງແຕ່ໃນເງື່ອນໄຂບາງຢ່າງເທົ່ານັ້ນ.
