Mikä on N-tyypin puolijohde: Doping ja sen energiakaavio

Mikä on N-tyypin puolijohde: Doping ja sen energiakaavio

puolijohdemateriaalit sisältää neljä elektronia valenssikuoressaan (ulkoinen kuori), kuten Ge (germanium) ja Si (pii). Käyttämällä näitä elektroneja puolijohde atomiin, sidoksia sen vierekkäisten atomien kanssa voidaan muodostaa. Vastaavasti joissakin materiaaleissa on viisi elektronia niiden valance-kuoressa tunnetaan viisiarvoisina materiaaleina, kuten arseenina tai fosforina. Joten näitä materiaaleja käytetään pääasiassa n-tyyppisten puolijohteiden valmistamiseen. Neljän elektronin epäpuhtaudet voivat muodostaa sidoksen viereisiä piiatomeja käyttämällä. Joten tämä jättää yhden vapaan elektronin ja tuloksena oleva materiaali ei sisällä. vapaita elektroneja. Kun elektronit ovat –Ve-varauksen kantajia, materiaali tunnetaan n-tyyppisenä puolijohteena. Tässä artikkelissa käsitellään n-tyypin puolijohteiden yleiskatsausta.



Mikä on N-tyypin puolijohde?

Määritelmä: N-tyyppistä puolijohdemateriaalia käytetään elektroniikka ja se voidaan muodostaa lisäämällä epäpuhtaus puolijohteeseen, kuten Si ja Ge tunnetaan n-tyyppisenä puolijohteena. Tässä puolijohteessa käytetyt luovuttajan epäpuhtaudet ovat arseeni, fosfori, vismutti, antimoni jne. Kuten nimestä voi päätellä, luovuttaja antaa puolijohteelle vapaita elektroneja. Tällöin voidaan muodostaa enemmän varauksen kantajia johtamiseksi materiaalissa.


N-tyyppi puolijohde-esimerkkejä ovat Sb, P, Bi ja As. Näiden materiaalien ulkokuoressa on viisi elektronia. Neljä elektronia muodostaa kovalenttisia sidoksia vierekkäisten atomien avulla, ja viides elektroni on käytettävissä virtankantajan tavoin. Joten tätä epäpuhtausatomia kutsutaan luovuttajaatomiksi.



Tässä puolijohteessa virran virtaus on siellä reikien ja elektronien liikkeen vuoksi. Siten tämän puolijohteen suurin osa varauksen kantajista on elektroneja ja vähemmistövaraus kantajat ovat reikiä.

N-tyyppinen puolijohde-doping

N-tyypin puolijohde seostetaan luovuttajaatomilla, koska suurin osa varauksen kantajista on negatiivisia elektroneja. Koska pii on neliarvoinen alkuaine, normaalikiteen rakenne sisältää neljä kovalenttista sidosta 4 ulkoiselta elektronilta. Si: ssä yleisimmin käytetyt lisäaineet ovat ryhmän III ja ryhmän V alkuaineet.



N-tyyppinen puolijohde-doping

N-tyypin puolijohdedoping

Tässä pentavalenttiset elementit ovat ryhmän V elementtejä. Ne sisältävät 5 valenssielektronia ja ne antavat heidän toimia luovuttajana. Näiden alkuaineiden, kuten antimoni, fosfori tai arseeni, määrä luovuttaa vapaita elektroneja siten, että sisäisen puolijohteen johtavuus kasvaa huomattavasti. Esimerkiksi kun Si-kide on seostettu ryhmän III alkuaineella, kuten boorilla, se luo p-tyyppisen puolijohteen, mutta Si-kide seostetaan ryhmän V elemilläKuten fosfori, se luo n-tyyppisen puolijohteen.


Johtavien elektronien dominointi voidaan suorittaa kokonaan no. luovuttajaelektroneja. Siten koko ei. johtavuuselektronien määrä voi olla sama kuin no. luovuttajasivustoista (n≈ND). Puolijohdemateriaalin varauksen neutraalisuus voidaan ylläpitää, kun jännitteiset luovuttajapaikat tasapainottavat elektronin johtumista. Kun ei. elektronien johtuminen lisääntyy, sitten reikien määrä vähenee.

Kantajapitoisuuden epätasapaino vastaavissa kaistoissa voidaan ilmaista reikien ja elektronien lukumäärällä. N-tyypissä elektronit ovat enemmistön varauksen kantajia, kun taas reiät ovat vähemmistön varauksen kantajia.

N-tyypin puolijohteen energiakaavio

energia-alue Tämän puolijohteen kaavio on esitetty alla. Vapaat elektronit ovat johtokanavassa johtuen Pentavalentin materiaalin lisäämisestä. Kiteen kovalenttisissa sidoksissa nämä elektronit eivät sopineet. Mutta pieni määrä elektroneja voi olla käytettävissä johtamiskaistalla elektronireikäparien muodostamiseksi. Puolijohteen avainkohdat ovat viisiarvoisen materiaalin lisääminen, mikä voi aiheuttaa vapaiden elektronien määrän.

Energiakaavio

Energiakaavio

Huoneen lämpötilassa lämpöenergia siirtyy puolijohteelle, ja sitten voidaan muodostaa elektroni-reikäpari. Tämän seurauksena pieni määrä vapaita elektroneja voi olla käytettävissä. Nämä elektronit lähtevät reikien jälkeen valenssikaistalla. Tässä n on negatiivinen materiaali, kun ei. Pentavalentin materiaalin kautta tuotettujen vapaiden elektronien määrä on suurempi kuin ei. reikiä.

Johtaminen N-tyypin puolijohteen kautta

Tämän puolijohteen johtumisen voivat aiheuttaa elektronit. Kun elektronit jättävät reiän, muut elektronit houkuttelevat tilaa. Siksi reiän katsotaan olevan + varovasti ladattu. Joten tämä puolijohde sisältää kahdenlaisia ​​kantajia, kuten + hyvin varautuneet reiät ja negatiivisesti varautuneet elektronit. Elektroneja kutsutaan enemmistön kantajiksi, kun taas reikiä kutsutaan vähemmistökantajiksi, koska elektronien lukumäärä on suurempi kuin reikiin.

Kun kovalenttiset sidokset murskata ja elektronit siirtyvät pois reiästä, sitten joku muu elektroni irtoaa sidoksestaan ​​ja vetää puoleensa tätä reikää. Siksi reiät ja elektronit liikkuvat päinvastaisessa suunnassa. Elektronit vetävät puoleensa pariston + ve-napaa, kun taas reiät vetävät puoleensa akun miinusnapaan.

UKK

1). Mikä on n-tyypin puolijohde?

Materiaali, joka on suunniteltu lisäämällä epäpuhtauksia puolijohteeseen, kuten piiin, muuten germaanium tunnetaan n-tyyppisenä puolijohteena.

2). Mitkä ovat enemmistön ja vähemmistön latauskantajat tässä puolijohteessa?

Suurin osa varauksen kantajista on elektroneja ja reiät ovat vähemmistöjä

3). Mitä ovat ulkoiset puolijohteet?

Ne ovat p-tyypin ja n-tyypin

4). Mitä puolijohteet ja niiden esimerkit ovat?

Materiaali, jolla on johtimen ja eristimen ominaisuus, tunnetaan puolijohteena. Esimerkkejä ovat seleeni, pii ja germanium.

5). Mikä on puolijohteen tehtävä?

Sitä käytetään elektronisten komponenttien, kuten transistoreiden, diodien ja piirien, valmistamiseen

Näin ollen kyse on kaikesta yleiskatsaus n-tyypin puolijohteesta . Näitä käytetään suunnittelemaan erilaisia ​​elektronisia laitteita, kuten transistorit, diodit ja IC: t (integroidut piirit) niiden luotettavuuden, kompaktiuden, edullisuuden ja energiatehokkuuden vuoksi. Tässä on kysymys sinulle, mikä on p-tyypin puolijohde?