आवेश वाहक एक चालक छिद्र या मुक्त इलेक्ट्रॉन होता है जो अर्धचालक के भीतर स्वतंत्र रूप से गति कर सकता है । अब, आगे बढ़ने से पहले, आपको अर्धचालकों के बारे में जानना आवश्यक है। एक तत्व या यौगिक जो कुछ परिस्थितियों में विद्युत का संचालन करता है लेकिन अन्य में नहीं, अर्धचालक कहलाता है। अर्धचालक विद्युत प्रवाह को नियंत्रित करने में उपयोगी होते हैं क्योंकि वे न तो अच्छे कुचालक होते हैं और न ही अच्छे चालक।
अर्धचालक की विद्युत चालकता कई कारकों से प्रभावित होती है, जैसे कि वोल्टेज या करंट जो लगाया जाता है, साथ ही सतह पर पड़ने वाले अवरक्त, पराबैंगनी या दृश्य प्रकाश की मात्रा। फोटोवोल्टिक प्रणालियों में अर्धचालकों के उपयोग के पीछे यही तर्क है।
अर्धचालक क्या हैं?
अर्धचालक शब्द विभिन्न प्रकार के पदार्थों को संदर्भित करता है। इन पदार्थों के संयोजकता कोश में आमतौर पर चार इलेक्ट्रॉन होते हैं क्योंकि इनमें इलेक्ट्रॉन खोने (मुक्त इलेक्ट्रॉन बनाने) या इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने की प्रवृत्ति नहीं होती है।
एंटीमनी, आर्सेनिक, बोरॉन, कार्बन, जर्मेनियम, सेलेनियम, सिलिकॉन, सल्फर और टेल्यूरियम मौलिक अर्धचालकों के उदाहरण हैं—ऐसे पदार्थ जिनमें केवल एक ही तत्व होता है। इनमें सबसे प्रसिद्ध सिलिकॉन है , जो कई विद्युत परिपथों का आधार बनता है।
अर्धचालक अपने संयोजी कोश में चार इलेक्ट्रॉन होने के कारण चार निकटवर्ती परमाणुओं के साथ पूर्ण सहसंयोजक संबंध स्थापित करते हैं। परिणामस्वरूप एक क्रिस्टलीय जालक बनता है। इस शुद्ध जालक में कोई भी अबद्ध इलेक्ट्रॉन धारा प्रवाहित नहीं कर सकता। इसी कारण, एक वास्तविक अर्धचालक तब बनता है जब क्रिस्टलीय संरचना में अशुद्धियाँ होती हैं , और यही अशुद्धियाँ पदार्थ को उसकी विशिष्ट विशेषताएँ प्रदान करती हैं।
अधिकांश विद्युत परिपथों और उपकरणों में आवेश वाहक ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन होते हैं जो विद्युत धारा उत्पन्न करने के लिए वोल्टेज के परिणामस्वरूप गति करते हैं। हालाँकि, अधिकांश परिपथों को पारंपरिक धारा का उपयोग करके बनाया जाता है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों के विपरीत दिशा में प्रवाहित होने वाले धनात्मक आवेशों का उपयोग किया जाता है।
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इलेक्ट्रॉनों और काल्पनिक धनात्मक आवेशित कणों के अलावा एक और आवेश वाहक छिद्र हैं। चूंकि छिद्र खाली वैलेंस इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स होते हैं, इसलिए वे इलेक्ट्रॉन की कमी का प्रतीक हैं जो किसी पदार्थ में प्रवाहित होने के लिए स्वतंत्र है।
डायोड जैसे अर्धचालक उपकरणों में, दो अलग-अलग आवेश वाहकों, इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों के अभिसरण से धारा उत्पन्न होती है । डायोड में आवेश वाहक चालन को कैसे प्रभावित करते हैं, इस बारे में अधिक जानकारी के लिए, डायोड की कार्यप्रणाली देखें।
