Equilibrium Condition in Semiconductor – हिंदी में सरल व्याख्या | My Project HD

Equilibrium Condition in Semiconductors in Hindi – परिभाषा, विशेषताएँ और कैरियर मूवमेंट

Equilibrium Condition क्या होता है?

Equilibrium Condition का मतलब है जब किसी semiconductor में कोई बाहरी बल (जैसे electric field, light या biasing voltage) लागू नहीं होता और system स्थिर अवस्था में होता है।

परिभाषा:

"A semiconductor is said to be in equilibrium when the net current flow is zero, and the carrier generation rate is equal to the recombination rate."

हिंदी में: "जब एक सेमीकंडक्टर में कुल करंट शून्य होता है और इलेक्ट्रॉनों एवं होल्स की उत्पत्ति और पुनःसंयोजन की दर समान होती है, तो वह equilibrium में होता है।"

Equilibrium की मुख्य विशेषताएँ

कोई external bias नहीं होता (No external voltage, field या light)
Carrier generation = Carrier recombination
Net current = 0 (Drift current और Diffusion current आपस में cancel हो जाते हैं)
Fermi level constant होता है पूरे material में

Drift vs Diffusion Current

Equilibrium में दो प्रकार के current होते हैं:

Diffusion Current: High concentration से low concentration की ओर carrier मूव करते हैं
Drift Current: Internal electric field के कारण carriers move करते हैं

Equilibrium में:

Drift Current = - Diffusion Current  
⇒ Net Current = 0

Fermi Level Behavior

Equilibrium में पूरे semiconductor में Fermi Level एक constant energy level होता है
Fermi level carrier concentration को define करता है
Non-equilibrium (bias या illumination) में Fermi level दो भागों में split हो जाता है (quasi-Fermi levels)

Equilibrium Condition के प्रकार

Intrinsic Equilibrium: Pure semiconductor, n = p = n_i
Extrinsic Equilibrium: Doped semiconductor, n ≠ p but still generation = recombination

Importance of Equilibrium

Semiconductor devices को analyze करने के लिए base state
PN junctions, diodes, BJT में initial carrier dynamics समझने के लिए जरूरी
Thermal equilibrium से ही minority और majority carriers की calculation संभव है

निष्कर्ष (Conclusion)

Equilibrium condition में semiconductor स्थिर अवस्था में होता है जहाँ कुल करंट शून्यcarrier generation तथा recombination