Kas yra N tipo puslaidininkis: dopingas ir jo energijos diagrama

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





The puslaidininkinės medžiagos į savo valentinį apvalkalą (išorinį apvalkalą) įtraukite keturis elektronus, tokius kaip Ge (germanis) ir Si (silicis). Naudojant šiuos elektronus su puslaidininkis atomu, gali atsirasti jungtys su gretimais jos atomais. Panašiai, kai kurių medžiagų penki elektronai yra jų valentiniame apvalkale, žinomame kaip penkiavalentės medžiagos, tokios kaip arsenas ar fosforas. Taigi šios medžiagos daugiausia naudojamos gaminant n tipo puslaidininkius. Keturių elektronų priemaišos gali sudaryti ryšį naudodamos gretimus silicio atomus. Taigi tai palieka vieną laisvą elektroną, o gautoje medžiagoje nėra. laisvųjų elektronų. Kai elektronai yra –Ve krūvininkų, medžiaga vadinama n tipo puslaidininkiu. Šiame straipsnyje aptariama n tipo puslaidininkių apžvalga.

Kas yra N tipo puslaidininkis?

Apibrėžimas: Naudojama N tipo puslaidininkinė medžiaga elektronika ir jis gali būti suformuotas pridedant priemaišų puslaidininkiui, pavyzdžiui, Si, o Ge yra žinomas kaip n tipo puslaidininkis. Čia puslaidininkyje naudojamos donoro priemaišos yra arsenas, fosforas, bismutas, stibis ir kt. Kaip rodo pavadinimas, donoras puslaidininkiui suteikia laisvų elektronų. Tai padarius, medžiagoje gali būti suformuota daugiau krūvininkų.




N tipo puslaidininkių pavyzdžiai yra Sb, P, Bi ir As. Šių medžiagų išoriniame apvalkale yra penki elektronai. Keturi elektronai sujungs kovalentines jungtis naudodami gretimus atomus, o penktasis elektronas bus prieinamas kaip srovės nešėjas. Taigi tas priemaišų atomas vadinamas donoro atomu.

Šiame puslaidininkyje srovės srautas bus dėl skylių ir elektronų judėjimo. Taigi dauguma šio puslaidininkio krūvininkų yra elektronai, o mažesnieji - skylės.



N tipo puslaidininkinis dopingas

N tipo puslaidininkis yra legiruotas donoro atomu, nes dauguma krūvininkų yra neigiami elektronai. Kadangi silicis yra keturvalentis elementas, įprastų kristalų struktūra apima keturias kovalentines jungtis iš 4 išorinių elektronų. Dažniausiai Si naudojami III grupės ir V grupės elementai.

N tipo puslaidininkinis dopingas

N tipo puslaidininkių dopingas

Čia penkiavalentiai elementai yra V grupės elementai. Jie apima 5 valentinius elektronus ir leidžia jiems dirbti kaip donorams. Šių elementų, tokių kaip stibis, fosforas ar arsenas, skaičius suteikia laisvų elektronų, todėl vidinis puslaidininkių laidumas labai padidės. Pvz., Kai Si kristalą įterpia į III grupės elementą, pvz., Borą, jis sukurs p tipo puslaidininkį, bet Si kristalą su V grupės elementukaip fosforas, tada jis sukurs n tipo puslaidininkį.


Laidumo elektronų dominavimas gali būti atliekamas visiškai per Nr. donorų elektronų. Taigi visas Nr. laidumo elektronų gali būti lygiavertis Nr. donorų svetainių (nDND). Puslaidininkinės medžiagos krūvio neutralumas gali būti palaikomas, kai maitinamosios donoro vietos subalansuoja elektrono laidumą. Kartą ne. padidėja elektronų laidumas, tada skylių skaičius sumažės.

Nešėjų koncentracijos disbalansas atitinkamose juostose gali būti išreikštas per skylių ir elektronų skaičių. N tipo, elektronai yra daugumos krūvininkų, o skylės yra mažumos krūvininkų.

N tipo puslaidininkių energijos diagrama

The energijos juosta šio puslaidininkio schema parodyta žemiau. Laisvieji elektronai yra laidumo juostoje dėl penkiavalentės medžiagos pridėjimo. Kovalentiniuose kristalo ryšiuose šie elektronai netilpo. Tačiau laidumo juostoje gali būti nedaug elektronų, kad susidarytų elektronų-skylių poros. Pagrindiniai puslaidininkio taškai yra penkiavalentės medžiagos pridėjimas, galintis sukelti laisvų elektronų skaičių.

Energijos diagrama

Energijos diagrama

Kambario temperatūroje šiluminė energija pereina į puslaidininkį, tada gali susidaryti elektronų-skylių pora. Vadinasi, gali būti prieinamas nedidelis laisvųjų elektronų skaičius. Šie elektronai paliks po skylių valentinės juostos viduje. Čia ‘n’ yra neigiama medžiaga, kai Nr. laisvųjų elektronų, tiekiamų per penkiavalentę medžiagą, yra didesnis nei Nr. skylių.

Laidumas per N tipo puslaidininkį

Šio puslaidininkio laidumą gali sukelti elektronai. Kai elektronai palieka skylę, tada erdvę pritrauks kiti elektronai. Todėl skylė laikoma + labai įkrauta. Taigi, šis puslaidininkis apima dviejų rūšių nešiklius, tokius kaip + labai įkrautos skylės ir neigiamai įkrauti elektronai. Elektronai vadinami daugumos nešėjais, o skylės - mažumos nešėjais, nes elektronų skaičius yra didesnis, palyginti su skylėmis.

Kai kovalentiniai ryšiai sutriuškina elektronus ir nutolsta nuo skylės, kai kurie kiti elektronai atitrūksta nuo savo ryšio ir traukia link šios skylės. Todėl skylės ir elektronai eis atvirkštine kryptimi. Elektronai bus pritraukti prie „+ ve“ akumuliatoriaus gnybto, o skylės - prie akumuliatoriaus „-ve“ gnybto.

DUK

1). Kas yra n tipo puslaidininkis?

Medžiaga, sukurta pridedant priemaišų į puslaidininkį, pavyzdžiui, silicį, kitaip germanis yra žinomas kaip n tipo puslaidininkis.

2). Kokie yra daugumos ir mažumų krūvininkai šiame puslaidininkyje?

Dauguma krūvininkų yra elektronai, o skylės - mažumos krūvininkai

3). Kas yra išoriniai puslaidininkiai?

Jie yra p tipo ir n tipo

4). Kas yra puslaidininkiai ir jų pavyzdžiai?

Medžiaga, turinti laidininko ir izoliatoriaus savybes, yra žinoma kaip puslaidininkis. Pavyzdžiai yra selenas, silicis ir germanis.

5). Kokia yra puslaidininkio funkcija?

Jis naudojamas elektroniniams komponentams, tokiems kaip tranzistoriai, diodai ir IC, gaminti

Taigi, viskas apie tai n tipo puslaidininkių apžvalga . Jie naudojami kuriant įvairius elektroninius prietaisus, tokius kaip tranzistoriai, diodai ir IC (integriniai grandynai) dėl jų patikimumo, kompaktiškumo, mažos kainos ir energijos vartojimo efektyvumo. Štai jums klausimas, kas yra p tipo puslaidininkis?