Charge Carriers in Semiconductors – Hindi में विस्तृत समझ


Semiconductors में Charge Carriers क्या होते हैं?

Semiconductors में Charge Carriers वे कण होते हैं जो इलेक्ट्रिक करंट को वहन (carry) करते हैं। ये दो प्रकार के होते हैं:

  1. Electrons: Negative Charge Carriers जो Conduction Band में मौजूद होते हैं।
  2. Holes: Positive Charge Carriers जो Valence Band में Electron के निकलने से बनते हैं।

1. Electrons

  • Electron जब Valence Band से उर्जा प्राप्त कर Conduction Band में चला जाता है, तो यह स्वतंत्र रूप से मूव कर सकता है।
  • यह Electric Field के प्रभाव में current conduct करता है।
  • Electrons का charge = –1.6 × 10–19 C

2. Holes

  • जब कोई Electron Valence Band छोड़ देता है, तो वहां एक खाली स्थान रह जाता है, जिसे Hole कहते हैं।
  • Hole एक Virtual Positive Charge होता है।
  • Electron के विपरीत दिशा में Move करता है।

Intrinsic Semiconductors में Charge Carriers

  1. Pure Semiconductors होते हैं।
  2. Thermal Energy से कुछ Valence Electrons → Conduction Band में चले जाते हैं।
  3. Number of Electrons = Number of Holes

Intrinsic में Carrier Concentration:

Intrinsic Carrier Concentration को ni से दर्शाया जाता है:

ni = p = n

Extrinsic Semiconductors में Charge Carriers

Impurities मिलाने से Carrier की संख्या बदल जाती है:

1. N-type Semiconductor:

  • Group V Element (जैसे Phosphorus) डोप किया जाता है।
  • Extra Electron मिलता है → Majority Carrier = Electrons
  • Minority Carrier = Holes

2. P-type Semiconductor:

  • Group III Element (जैसे Boron) डोप किया जाता है।
  • एक Electron कम होता है → Hole बनता है।
  • Majority Carrier = Holes, Minority Carrier = Electrons

Charge Carrier की गति (Mobility)

Mobility (μ) से तात्पर्य है किसी Carrier की Electric Field में गति:

Mobility (μ) = Drift Velocity / Electric Field

Electrons की Mobility > Holes की Mobility

Charge Carriers Comparison Table:

Property Electron Hole
Charge Negative (–) Positive (+)
Mass (Effective) Less More
Mobility High Low
Direction of Flow Opposite to Electric Field Same as Electric Field
Presence Conduction Band Valence Band

निष्कर्ष (Conclusion)

Semiconductors में Charge Carriers, Electrons और Holes होते हैं। Intrinsic में दोनों बराबर होते हैं, जबकि Extrinsic में एक प्रकार Majority होता है। इन Carriers की गतिशीलता और संख्या Semiconductor की Conductivity को निर्धारित करती है।

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