Ein intrinsischer Halbleiter ist ein Halbleiter, der aus dem Halbleitermaterial in seiner reinen Form besteht (ohne dass irgendein signifikantes Dotierungsmittel vorhanden ist). Bei dieser Art von Halbleitern wird die Anzahl der Ladungsträger also durch die Eigenschaften des Materials selbst bestimmt und nicht durch die Menge an Verunreinigungen.
Es kann auch als eines beschrieben werden, bei dem die Anzahl der Leitungselektronen gleich der Anzahl der Löcher ist. Bei Raumtemperatur weisen intrinsische Halbleiter eine nahezu vernachlässigbare Leitfähigkeit auf. Aufgrund der Tatsache, dass keine andere Art von Element in seiner kristallinen Struktur vorhanden ist.
Ein extrinsischer Halbleiter ist ein verbesserter intrinsischer Halbleiter, bei dem eine kleine Menge an Verunreinigungen durch einen als Dotierung bezeichneten Prozess hinzugefügt wird, der seine Leitfähigkeit verbessert und die elektrischen Eigenschaften des Halbleiters verändert.
Die Dotierungsmittel sind fünfwertige Atome (Atome mit fünf Valenzelektronen) oder dreiwertige Atome (Atome mit drei Valenzelektronen). Beispiele für fünfwertige Dotierungsatome umfassen: Antimon, Arsen, Phosphor und Wismut. Andererseits umfassen Beispiele für dreiwertige Dotierungsatome: Gallium, Indium, Aluminium und Bor.
Extrinsische Halbleiter haben eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Im Gegensatz zu intrinsischen Halbleitern gibt es bei extrinsischen Halbleitern zwei Arten von p-Typ- und n-Typ-Halbleitern.
Der Unterschied
- Bei intrinsischen Halbleitern findet keine Dotierung oder Zugabe von Verunreinigungen statt, wohingegen bei einem reinen Halbleiter zur Herstellung eines extrinsischen Halbleiters eine kleine Menge an Verunreinigungen dotiert wird.
- Die elektrische Leitfähigkeit von intrinsischen Halbleitern ist allein eine Funktion der Temperatur, während die elektrische Leitfähigkeit von extrinsischen Halbleitern von der Temperatur sowie von den in der Struktur dotierten Fremdatomen abhängt.
- Die Dichte der Elektronen und Löcher im intrinsischen Halbleiter ist gleich, d. h. die Anzahl der freien Elektronen im Leitungsband ist gleich der Anzahl der Löcher im Valenzband, jedoch im Fall eines extrinsischen Halbleiters die Anzahl der Elektronen und Löcher sind nicht gleich.
- Das Fermi-Niveau in intrinsischen Halbleitern befindet sich im Zentrum der verbotenen Energielücke und bleibt bei Temperaturänderungen unverändert. Bei extrinsischen Halbleitern verschiebt sich das Fermi-Niveau mit Temperaturänderung nach oben oder unten.
- Die elektrische Leitfähigkeit von intrinsischen Halbleitern ist sehr schlecht, während die elektrische Leitfähigkeit von extrinsischen Halbleitern ziemlich gut ist.
- Intrinsische Halbleiter werden praktisch nicht verwendet, wohingegen extrinsische Halbleiter praktisch verwendet werden.
- Die reine Form von Silizium- und Germaniumkristall wird in einem intrinsischen Halbleiter verwendet, während die Verunreinigungen wie Arsen, Antimon, Phosphor, Aluminium, Indium usw. der reinen Form von Silizium und Germanium hinzugefügt werden, um extrinsische Halbleiter zu bilden.
- Die Bandlücke zwischen Leitungs- und Valenzband ist bei intrinsischen Halbleitern klein, während sie bei extrinsischen Halbleitern größer ist.
- Intrinsischer Halbleiter hat keine weitere Klassifizierung während extrinsischen Halbleiter in eingestuft werden können n – Typ und p – Typ .
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Intrinsische Halbleiter vs. Extrinsische Halbleiter in Tabellenform
| VERGLEICHSGRUNDLAGE | EIGENER HALBLEITUNG | EXTRINISCHER HALBLEITER |
| Doping | Dotieren oder Hinzufügen von Verunreinigungen findet bei intrinsischen Halbleitern nicht statt. | Ein reiner Halbleiter wird zur Herstellung eines extrinsischen Halbleiters mit einer geringen Störstellenmenge dotiert. |
| Elektrische Leitfähigkeit | Die elektrische Leitfähigkeit ist allein eine Funktion der Temperatur. | Die elektrische Leitfähigkeit hängt sowohl von der Temperatur als auch von den in der Struktur dotierten Fremdatomen ab. |
| Die Anzahl der Löcher und Elektronen | Die Zahl der freien Elektronen im Leitungsband ist gleich der Zahl der Löcher im Valenzband. | Die Anzahl der Elektronen und Löcher ist nicht gleich. |
| Fermi-Stufe | Das Fermi-Niveau befindet sich im Zentrum der verbotenen Energielücke und bleibt bei Temperaturänderungen unverändert. | Das Fermi-Niveau verschiebt sich bei Temperaturänderung nach oben oder unten. |
| Elektrische Leitfähigkeit | Die elektrische Leitfähigkeit von intrinsischen Halbleitern ist sehr schlecht. | Die elektrische Leitfähigkeit von extrinsischen Halbleitern ist ziemlich gut. |
| Verwenden | Intrinsische Halbleiter werden praktisch nicht verwendet. | Extrinsische Halbleiter werden praktisch verwendet. |
| Verunreinigungen | Die reine Form von Silizium- und Germaniumkristall wird in einem intrinsischen Halbleiter verwendet. | Die Verunreinigungen wie Arsen, Antimon, Phosphor, Aluminium, Indium usw. werden der reinen Form von Silizium und Germanium hinzugefügt, um extrinsische Halbleiter zu bilden. |
| Band-/Energielücke | Die Bandlücke zwischen Leitungs- und Valenzband ist bei intrinsischen Halbleitern klein. | Bei extrinsischen Halbleitern ist die Bandlücke größer. |
| Einstufung | Hat keine weitere Klassifizierung. | Kann in eingestuft werden n – Typ und p – Typ . |