フェニックス冗長モジュール2320173は監視機能を有する

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半導体中の不純物は抵抗率に与える影響が非常に大きい。半導体に微量不純物を組み込むと、不純物原子付近の周期ポテンシャル場が妨害されて追加の束縛状態となり、禁制帯中に不純物準位が生じる。例えば、4価元素のゲルマニウムやシリコン結晶に5価元素リン、ヒ素、アンチモンなどの不純物原子を組み込むと、不純物原子は格子の1分子となり、その5価電子のうち4つは周囲のゲルマニウム（またはシリコン）原子と共有結合し、余分な1つの電子は不純物原子の近くに束縛され、水素準位を生成する。不純物準位は、禁制帯の上の伝導帯の底付近に位置している。不純物準位の電子は伝導帯に励起して電子キャリアになりやすい。このような電子キャリアを提供する不純物をドナーと呼び、対応するエネルギー準位をドナー準位と呼ぶ。ドナー準位における電子の伝導帯への遷移に必要なエネルギーは、価電子帯から伝導帯への励起に必要なエネルギーよりもはるかに小さい（図2）。ゲルマニウムまたはシリコン結晶に微量の三価元素ホウ素、アルミニウム、ガリウムなどの不純物原子を組み込むと、不純物原子は周囲の4つのゲルマニウム（またはシリコン）原子と共有結合を形成して電子が1つ足りないため、空孔が存在し、この空孔に対応するエネルギー状態は不純物エネルギーレベルであり、通常は禁制帯の下の価電子帯に近い位置にある。価電子帯の電子は不純物エネルギー準位に励起しやすく、不純物原子をマイナスイオンにする。価電子帯には電子が1つ足りないために正孔キャリアが形成される。このような正孔を提供する不純物をアクセプター不純物と呼ぶ。アクセプタ不純物が存在する場合、価電子帯に正孔キャリアを形成するために必要なエネルギーは、真性半導体の場合よりもはるかに小さい。半導体ドーピング後、その抵抗率は大きく低下した。加熱または光照射による熱励起または光励起はいずれも自由キャリア数を増加させて抵抗率を減少させ、半導体サーミスタ和フォトレジスタンスこの原理に基づいて作られた。

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