ο υλικά ημιαγωγών περιλαμβάνουν τέσσερα ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους τους (εξωτερικό κέλυφος) όπως το Ge (γερμάνιο) και το Si (πυρίτιο). Χρησιμοποιώντας αυτά τα ηλεκτρόνια με ημιαγωγός άτομο, δεσμοί μπορούν να σχηματιστούν με τα παρακείμενα άτομα του. Παρομοίως, μερικά υλικά περιλαμβάνουν πέντε ηλεκτρόνια στο περίβλημα τους είναι γνωστά ως πεντασθενή υλικά όπως αρσενικό ή φωσφόρο. Έτσι αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή του ημιαγωγού τύπου-n. Οι ακαθαρσίες τεσσάρων ηλεκτρονίων μπορούν να σχηματίσουν τον δεσμό χρησιμοποιώντας τα παρακείμενα άτομα πυριτίου. Έτσι αφήνει ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο και το προκύπτον υλικό περιλαμβάνει όχι. ελεύθερων ηλεκτρονίων. Όταν τα ηλεκτρόνια είναι φορείς Φόρτισης, τότε το υλικό είναι γνωστό ως ημιαγωγός τύπου-n. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια επισκόπηση του ημιαγωγού τύπου-n.
Τι είναι ο ημιαγωγός τύπου Ν;
Ορισμός: Χρησιμοποιείται υλικό ημιαγωγού τύπου Ν ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ και μπορεί να σχηματιστεί προσθέτοντας μια ακαθαρσία σε έναν ημιαγωγό όπως το Si και το Ge είναι γνωστό ως ημιαγωγός τύπου n. Εδώ οι ακαθαρσίες του δότη που χρησιμοποιούνται στον ημιαγωγό είναι αρσενικό, φώσφορος, βισμούθιο, αντιμόνιο, κλπ. Όπως υποδηλώνει το όνομα, ένας δότης δίνει δωρεάν ηλεκτρόνια σε έναν ημιαγωγό. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να σχηματιστούν περισσότεροι φορείς φόρτισης για αγωγιμότητα εντός του υλικού.
Ο τύπος n παραδείγματα ημιαγωγών είναι Sb, P, Bi και As. Αυτά τα υλικά περιλαμβάνουν πέντε ηλεκτρόνια στο εξωτερικό τους κέλυφος. Τα τέσσερα ηλεκτρόνια θα κάνουν ομοιοπολικούς δεσμούς χρησιμοποιώντας τα παρακείμενα άτομα και το πέμπτο ηλεκτρόνιο θα είναι προσβάσιμο σαν ένας τρέχων φορέας. Έτσι, αυτό το άτομο ακαθαρσίας ονομάζεται άτομο δότη.
Σε αυτόν τον ημιαγωγό, η ροή του ρεύματος θα είναι εκεί λόγω της κίνησης των οπών και των ηλεκτρονίων. Έτσι, οι φορείς φορτίου πλειοψηφίας σε αυτόν τον ημιαγωγό είναι ηλεκτρόνια και οι φορείς φορτίου μειοψηφίας είναι οπές.
Ν-ντόπινγκ τύπου ημιαγωγού
Ο ημιαγωγός τύπου-ν εμπνέεται με άτομο δότη επειδή οι φορείς πλειονότητας φορτίου είναι αρνητικά ηλεκτρόνια. Καθώς το πυρίτιο είναι ένα τετρασθενές στοιχείο, τότε η δομή του κανονικού κρυστάλλου περιλαμβάνει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς από 4 εξωτερικά ηλεκτρόνια. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα προσβλητικά στο Si είναι στοιχεία της ομάδας III και της ομάδας-V.
Ν-τύπου Ημιαγωγός Ντόπινγκ
Εδώ τα πεντασθενή στοιχεία είναι στοιχεία ομάδας-V. Περιλαμβάνουν 5 ηλεκτρόνια σθένους και τους επιτρέπουν να λειτουργούν ως δότες. Ο αριθμός αυτών των στοιχείων όπως το αντιμόνιο, ο φώσφορος ή το αρσενικό δίνουν ελεύθερα ηλεκτρόνια, έτσι ώστε η ενδογενής αγωγιμότητα του ημιαγωγού να αυξηθεί πολύ. Για παράδειγμα, όταν ένας κρύσταλλος Si έχει ντοπαριστεί με ένα στοιχείο της Ομάδας III όπως το βόριο, τότε θα δημιουργήσει έναν ημιαγωγό τύπου-p, αλλά ένας κρύσταλλος Si είναι ντοπαρισμένος με ομάδα V elemeΌπως ο φωσφόρος τότε θα δημιουργήσει έναν ημιαγωγό τύπου-n.
Η κυριαρχία των ηλεκτρονίων αγωγής μπορεί να γίνει πλήρως μέσω του αριθ. ηλεκτρονίων δότη. Έτσι, το σύνολο όχι. των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας μπορεί να είναι ισοδύναμο με το όχι. ιστότοπων δωρητών (n≈ND). Η ουδετερότητα φόρτισης του ημιαγωγού μπορεί να διατηρηθεί όταν οι ενεργοποιημένες τοποθεσίες δότη εξισορροπούν την αγωγιμότητα του ηλεκτρονίου. Μόλις το όχι. της αγωγής των ηλεκτρονίων αυξάνεται, τότε ο αριθμός των οπών θα μειωθεί.
Η ανισορροπία συγκέντρωσης φορέα στις αντίστοιχες ζώνες μπορεί να εκφραστεί μέσω του αριθμού οπών και ηλεκτρονίων. Στον τύπο n, τα ηλεκτρόνια είναι φορείς φορτίου πλειοψηφίας ενώ οι οπές είναι φορείς φορτίου μειοψηφίας.
Ενεργειακό διάγραμμα ημιαγωγού τύπου Ν
ο ενεργειακή ζώνη Το διάγραμμα αυτού του ημιαγωγού φαίνεται παρακάτω. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια υπάρχουν στη ζώνη αγωγής λόγω της προσθήκης του υλικού Pentavalent. Στους ομοιοπολικούς δεσμούς του κρυστάλλου, αυτά τα ηλεκτρόνια δεν ταιριάζουν. Όμως, ένας μικρός αριθμός ηλεκτρονίων μπορεί να είναι διαθέσιμος στη ζώνη αγωγιμότητας για να σχηματίσουν ζεύγη οπών ηλεκτρονίων. Τα βασικά σημεία του ημιαγωγού είναι η προσθήκη πεντασθενών υλικού που μπορεί να προκαλέσει τον αριθμό των ελεύθερων ηλεκτρονίων.
Διάγραμμα ενέργειας
Σε θερμοκρασία δωματίου, η θερμική ενέργεια μεταφέρεται στον ημιαγωγό και, στη συνέχεια, μπορεί να δημιουργηθεί ένα ζεύγος ηλεκτρονικών οπών. Κατά συνέπεια, ένας μικρός αριθμός ελεύθερων ηλεκτρονίων μπορεί να είναι διαθέσιμος. Αυτά τα ηλεκτρόνια θα φύγουν μετά από οπές εντός της ζώνης σθένους. Εδώ το «n» είναι το αρνητικό υλικό όταν το όχι. των ελεύθερων ηλεκτρονίων που παρέχονται μέσω του Pentavalent υλικού είναι μεγαλύτερο από το όχι. τρυπών.
Αγωγιμότητα μέσω ημιαγωγού τύπου Ν
Η αγωγιμότητα αυτού του ημιαγωγού μπορεί να προκληθεί από τα ηλεκτρόνια. Όταν τα ηλεκτρόνια αφήσουν μια τρύπα, τότε ο χώρος θα προσελκύεται από άλλα ηλεκτρόνια. Ως εκ τούτου, η τρύπα θεωρείται ως + απαλά φορτισμένη. Επομένως, αυτός ο ημιαγωγός περιλαμβάνει δύο είδη φορέων, όπως + οπές φορτίου και ηλεκτρόνια με αρνητική φόρτιση. Τα ηλεκτρόνια ονομάζονται φορείς πλειοψηφίας ενώ οι οπές ονομάζονται φορείς μειοψηφίας επειδή τα ηλεκτρόνια είναι υψηλότερα σε σύγκριση με τις οπές.
Μόλις σπάσουν οι ομοιοπολικοί δεσμοί και τα ηλεκτρόνια απομακρυνθούν από μια τρύπα, τότε κάποια άλλα ηλεκτρόνια απομακρύνονται από τον δεσμό του και προσελκύονται προς αυτήν την τρύπα. Επομένως, οι οπές και τα ηλεκτρόνια θα ταξιδεύουν σε αντίστροφη κατεύθυνση. Τα ηλεκτρόνια θα προσελκύονται προς το + ve τερματικό της μπαταρίας ενώ οι οπές έλκονται στο -ve ακροδέκτη της μπαταρίας.
Συχνές ερωτήσεις
1). Τι είναι ο ημιαγωγός τύπου-n;
Ένα υλικό που έχει σχεδιαστεί προσθέτοντας ακαθαρσίες σε έναν ημιαγωγό, όπως το πυρίτιο, διαφορετικά το γερμάνιο είναι γνωστό ως ημιαγωγός τύπου-n.
2). Ποιοι είναι οι μεταφορείς πλειοψηφίας και μειοψηφίας σε αυτόν τον ημιαγωγό;
Οι πλειοψηφικοί φορείς φορτίου είναι ηλεκτρόνια και οι οπές είναι φορείς φορτίου μειοψηφίας
3). Τι είναι οι εξωγενείς ημιαγωγοί;
Είναι τύπου p και τύπου n
4). Τι είναι ο ημιαγωγός και τα παραδείγματα τους;
Ένα υλικό που έχει ιδιότητα αγωγού και μονωτή είναι γνωστό ως ημιαγωγός. Τα παραδείγματα είναι το σελήνιο, το πυρίτιο και το γερμάνιο.
5). Ποια είναι η λειτουργία του ημιαγωγού;
Χρησιμοποιείται για την κατασκευή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων όπως τρανζίστορ, διόδους και IC
Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση του ημιαγωγού τύπου-n . Αυτά χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό διαφορετικών ειδών ηλεκτρονικών συσκευών όπως τρανζίστορ, δίοδοι & ICs (ολοκληρωμένα κυκλώματα) λόγω της αξιοπιστίας, της συμπαγείας τους, του χαμηλού κόστους και της απόδοσης ισχύος. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, τι είναι ημιαγωγός τύπου p;
