Pẹ̀lú ìdàgbàsókè kíákíá ti ìmọ̀ ẹ̀rọ optoelectronic, àwọn lésà semiconductor ti rí àwọn lílò káàkiri ní àwọn ẹ̀ka bí ìbánisọ̀rọ̀, àwọn ohun èlò ìṣègùn, àwọn irinṣẹ́ lésà, iṣẹ́ ilé-iṣẹ́, àti àwọn ẹ̀rọ itanna oníbàárà. Ní pàtàkì ìmọ̀ ẹ̀rọ yìí ni ìsopọ̀ PN, èyí tí ó kó ipa pàtàkì—kì í ṣe gẹ́gẹ́ bí orísun ìtànṣán ìmọ́lẹ̀ nìkan ṣùgbọ́n gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ iṣẹ́ ẹ̀rọ náà. Àpilẹ̀kọ yìí pèsè àkópọ̀ tí ó ṣe kedere àti ní ṣókí nípa ìṣètò, àwọn ìlànà, àti àwọn iṣẹ́ pàtàkì ti ìsopọ̀ PN nínú àwọn lésà semiconductor.
1. Kí ni PN Junction?
Ìsopọ̀ PN ni ìsopọ̀ tí a ṣe láàrin semikondokito iru-P àti semikondokito iru-N:
Àwọn ohun ìdọ̀tí acceptor bíi boron (B) ló kún semiconductor irú P, èyí tó mú kí àwọn ihò pọ̀ jù nínú àwọn ohun tí wọ́n ń gbé ẹrù.
Àwọn ohun ìdọ̀tí bíi phosphorus (P) ló kún inú semiconductor irú N, èyí tó mú kí àwọn elekitironi máa gbé àwọn ohun èlò tó pọ̀ jù lọ jáde.
Nígbà tí a bá mú àwọn ohun èlò irú P àti N kan ara wọn, àwọn elekitironi láti agbègbè N máa ń tàn káàkiri sí agbègbè P, àwọn ihò láti agbègbè P sì máa ń tàn káàkiri sí agbègbè N. Ìtànkálẹ̀ yìí máa ń ṣẹ̀dá agbègbè ìdínkù níbi tí àwọn elekitironi àti ihò máa ń tún para pọ̀, tí ó sì máa ń fi àwọn ion tí a ti gba agbára sílẹ̀ tí ó ń ṣẹ̀dá pápá iná mànàmáná inú, tí a mọ̀ sí ìdènà tí ó lè wà nínú rẹ̀.
2. Ipa ti PN Junction ninu awọn lesa
(1) Abẹ́rẹ́ abẹ́rẹ́
Nígbà tí lésà bá ń ṣiṣẹ́, ìsopọ̀ PN máa ń ní ìsopọ̀ síwájú: agbègbè P so mọ́ foliteji rere, agbègbè N sì so mọ́ foliteji odi. Èyí máa ń fagilé pápá iná mànàmáná inú, èyí á jẹ́ kí a fi àwọn elekitironi àti ihò sínú agbègbè tó ń ṣiṣẹ́ ní ìsopọ̀ náà, níbi tí wọ́n ti lè tún para pọ̀.
(2) Ìtújáde Ìmọ́lẹ̀: Orísun Ìtújáde Tí A Ń Fúnni Níṣìírí
Ní agbègbè tí ó ń ṣiṣẹ́, àwọn elekitironi àti ihò tí a fi sínú abẹ́rẹ́ máa ń para pọ̀ wọ́n sì máa ń tú àwọn fotoni jáde. Ní àkọ́kọ́, ìlànà yìí jẹ́ ìtújáde láìròtẹ́lẹ̀, ṣùgbọ́n bí ìwọ̀n photoni ṣe ń pọ̀ sí i, awọn fotoni le ru àtúnṣe ihò elekitironi sí i, tí yóò sì tú àwọn fotoni afikún pẹ̀lú ìpele kan náà, ìtọ́sọ́nà, àti agbára jáde—èyí ni ìtújáde tí a mú ṣiṣẹ́.
Ilana yii ni ipilẹ ti lesa (Imọlẹ Amplification nipasẹ Imudara Emission of Radiation).
(3) Ìjáde Lésà fún Àwọn Ihò Ẹ̀rọ Gíga àti Àwọn Ihò Resonant
Láti mú kí ìtújáde tí a ń tàn jáde pọ̀ sí i, àwọn lésà semiconductor ní àwọn ihò resonant ní ẹ̀gbẹ́ méjèèjì ti ìsopọ̀ PN. Fún àpẹẹrẹ, nínú àwọn lésà tí ń tú jáde ní etí, a lè ṣe èyí nípa lílo Distributed Bragg Reflectors (DBRs) tàbí àwọn ìbòrí dígí láti ṣàfihàn ìmọ́lẹ̀ padà àti síwájú. Ètò yìí ń jẹ́ kí àwọn ìgbì ìmọ́lẹ̀ pàtó kan pọ̀ sí i, nígbẹ̀yìn-gbẹ́yín ó ń yọrí sí ìjáde lésà tí ó dúró ṣinṣin àti ìtọ́sọ́nà.
3. Awọn Eto Ipapọ PN ati Imudarasi Apẹrẹ
Ti o da lori iru lesa semiconductor, eto PN le yatọ:
Ìbáṣepọ̀ Ẹyọkan (SH):
A fi ohun kan náà ṣe agbègbè P, agbègbè N, àti agbègbè tí ń ṣiṣẹ́. Agbègbè àtúnṣe náà gbòòrò, kò sì ṣiṣẹ́ dáadáa.
Ìbáṣepọ̀ Méjì (DH):
A fi ipele ti o kere ju ti o wa laarin awọn agbegbe P- ati N. Eyi ni o ni opin si awọn ohun ti n gbe ati awọn photon, ti o mu ṣiṣe ṣiṣe dara si ni pataki.
Ìṣètò Kàǹtíọ̀mù:
Ó ń lo fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ tó tinrin láti ṣẹ̀dá àwọn ipa ìdènà kuantum, ó ń mú kí àwọn ànímọ́ ààlà àti iyàrá ìyípadà sunwọ̀n síi.
Gbogbo àwọn ètò wọ̀nyí ni a ṣe láti mú kí iṣẹ́ abẹ́rẹ́, ìdàpọ̀pọ̀, àti ìtújáde ìmọ́lẹ̀ pọ̀ sí i ní agbègbè PN junction.
4. Ìparí
Ìsopọ̀ PN ni “ọkàn” lésà semiconductor kan ní tòótọ́. Agbára rẹ̀ láti fi abẹ́rẹ́ àwọn ohun èlò tí ń gbé nǹkan sí iwájú ni ohun tó ń fa ìṣẹ̀dá lésà. Láti inú àwòrán àti yíyan ohun èlò sí ìṣàkóso fọ́tòn, iṣẹ́ gbogbo ẹ̀rọ lésà náà yíká bí a ṣe ń ṣe àtúnṣe ìsopọ̀ PN.
Bí àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ optoelectronic ṣe ń tẹ̀síwájú, òye jíjinlẹ̀ nípa PN junction fisiksi kìí ṣe pé ó ń mú iṣẹ́ lésà pọ̀ sí i nìkan ni, ó tún ń fi ìpìlẹ̀ tó lágbára lélẹ̀ fún ìdàgbàsókè ìran tuntun ti àwọn lésà semiconductor tó ní agbára gíga, iyàrá gíga, àti owó pọ́ọ́kú.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: May-28-2025