एक आंतरिक अर्धचालक में फर्मी स्तर EF यदि छिद्रों और इलेक्ट्रॉनों के प्रभावी द्रव्यमान समान हैं, तो है:

Question

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KVS TGT WET (Work Experience Teacher) Official Paper

Answer 1

अवधारणा:

फर्मी स्तर:

नैज/आंतर अर्धचालक में फर्मी-स्तर चालकता और संयोजकता बैंड के बीच लगभग मध्य होता है।
फर्मी स्तर निरपेक्ष शून्य तापमान पर एक पदार्थ में इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा कर ली गई उच्चतम ऊर्जा अवस्था है।

F1 S.B Madhu 24.04.20 D1

एक जंक्शन पर आवेश वाहकों का प्रसार उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्र तक होता है।
p-क्षेत्र में n-क्षेत्र की तुलना में होल की सांद्रता अधिक है।
शून्य बायस जंक्शन को अनबायस p-n जंक्शन भी कहा जाता है।
जब एक डायोड एक शून्य बायस स्थिति में जुड़ा होता है, तो PN जंक्शन पर कोई बाहरी संभावित ऊर्जा लागू नहीं होती है।

स्पष्टीकरण:

पी-टाइप के लिए फर्मी स्तर संयोजकता बैंड के पास स्थित है।
जैसे-जैसे तापमान शून्य डिग्री से ऊपर बढ़ता है, चालन बैंड और संयोजकता बैंड में बाह्य वाहक बढ़ते हैं।
चूँकि आंतर सांद्रता भी तापमान पर निर्भर करती है, ni भी बढ़ जाती है। लेकिन तापमान के छोटे मानों के लिए, आंतर सांद्रता की तुलना में बाह्य सांद्रता हावी रहती है।
जैसे-जैसे तापमान में वृद्धि जारी रहती है, अर्धचालक अपनी बाह्य गुणों का ह्रास करना शुरू कर देता है और आंतर हो जाता है, क्योंकि ni बाह्य सांद्रता के तुलनीय हो जाता है।

तापमान बढ़ने से p टाइप अर्धचालक सरल अर्धचालक बन जाता है।

अतः, वर्जित ऊर्जा अंतराल में फर्मी स्तर मध्य में वापस आ जाता है।