В полупроводниковые материалы включают четыре электрона в свою валентную оболочку (внешнюю оболочку), например Ge (германий) и Si (кремний). Используя эти электроны с полупроводник атома могут образовываться связи с соседними с ним атомами. Точно так же некоторые материалы включают пять электронов в своей валентной оболочке, известной как пятивалентные материалы, такие как мышьяк или фосфор. Таким образом, эти материалы в основном используются для изготовления полупроводников n-типа. Четырехэлектронные примеси могут образовывать связь, используя соседние атомы кремния. Таким образом, остается один свободный электрон, а полученный материал не содержит. свободных электронов. Когда электроны являются носителями заряда –Ve, то этот материал известен как полупроводник n-типа. В этой статье обсуждается обзор полупроводников n-типа.
Что такое полупроводник N-типа?
Определение: Полупроводниковый материал N-типа используется в электроника и он может быть сформирован путем добавления примеси в полупроводник, такой как Si, и Ge, известный как полупроводник n-типа. Здесь донорные примеси, используемые в полупроводнике, представляют собой мышьяк, фосфор, висмут, сурьму и т. Д. Как следует из названия, донор отдает полупроводнику свободные электроны. Делая это, можно сформировать больше носителей заряда для проводимости внутри материала.
N-тип примеры полупроводников суть Sb, P, Bi и As. Эти материалы включают пять электронов на внешней оболочке. Четыре электрона образуют ковалентные связи, используя соседние атомы, а пятый электрон будет доступен как носитель тока. Итак, этот примесный атом называется донорным атомом.
В этом полупроводнике ток будет из-за движения дырок и электронов. Таким образом, основными носителями заряда в этом полупроводнике являются электроны, а неосновными носителями заряда - дырки.
Легирование полупроводников N-типа
Полупроводник n-типа легирован донорным атомом, поскольку основными носителями заряда являются отрицательные электроны. Поскольку кремний является четырехвалентным элементом, то структура нормального кристалла включает четыре ковалентные связи от 4 внешних электронов. Наиболее часто используемыми легирующими добавками в Si являются элементы III и V групп.
Легирование полупроводников N-типа
Здесь пятивалентные элементы - это элементы группы V. Они включают 5 валентных электронов и позволяют им работать в качестве донора. Подсчет этих элементов, таких как сурьма, фосфор или мышьяк, отдает свободные электроны, так что собственная проводимость полупроводника значительно возрастает. Например, если кристалл Si легирован элементом III группы, таким как бор, тогда он будет создавать полупроводник p-типа, но кристалл Si легирован элементом V группы.В отличие от фосфора, он создаст полупроводник n-типа.
Доминирование электронов проводимости может быть достигнуто полностью через нет. донорных электронов. Таким образом, всего нет. электронов проводимости может быть эквивалентно нет. донорских сайтов (n≈ND). Зарядовая нейтральность полупроводникового материала может поддерживаться, когда активированные донорные участки уравновешивают электронную проводимость. Однажды нет. электронной проводимости увеличивается, то количество дырок уменьшается.
Несбалансированность концентрации носителей в соответствующих полосах может быть выражена через количество дырок и электронов. В n-типе электроны являются основными носителями заряда, а дырки - неосновными носителями заряда.
Энергетическая диаграмма полупроводника N-типа
В диапазон энергии Схема этого полупроводника показана ниже. Свободные электроны существуют в зоне проводимости из-за добавления пятивалентного материала. В ковалентных связях кристалла эти электроны не поместились. Но небольшое количество электронов может быть доступно в зоне проводимости для образования электронно-дырочных пар. Ключевыми моментами в полупроводнике являются добавление пятивалентного материала, которое может вызвать количество свободных электронов.
Энергетическая диаграмма
При комнатной температуре тепловая энергия передается полупроводнику, и тогда может образовываться электронно-дырочная пара. Следовательно, может быть доступно небольшое количество свободных электронов. Эти электроны уйдут вслед за дырками в валентной зоне. Здесь «н» - отрицательный материал, когда нет. свободных электронов, обеспечиваемых пятивалентным материалом, больше, чем количество. отверстий.
Проводимость через полупроводник N-типа
Проводимость этого полупроводника может быть вызвана электронами. Когда электроны покидают дыру, пространство будет притягиваться другими электронами. Таким образом, дыра считается заряженной +. Таким образом, этот полупроводник включает в себя два типа носителей, например, положительно заряженные дырки и отрицательно заряженные электроны. Электроны называются основными носителями, а дырки называются неосновными носителями, потому что электронов больше по сравнению с дырками.
Как только ковалентные связи разрушаются и электроны удаляются от дыры, другой электрон отрывается от своей связи и притягивается к этой дыре. Следовательно, дырки и электроны будут двигаться в обратном направлении. Электроны будут притягиваться к положительной клемме батареи, а отверстия притягиваются к отрицательной клемме батареи.
FAQs
1). Что такое полупроводник n-типа?
Материал, который создается путем добавления примесей к полупроводнику, например кремнию, или германию, известен как полупроводник n-типа.
2). Каковы основные и неосновные носители заряда в этом полупроводнике?
Основными носителями заряда являются электроны, а дырки - неосновные носители заряда.
3). Что такое внешние полупроводники?
Они бывают p-типа и n-типа
4). Что такое полупроводники и их примеры?
Материал, который имеет свойство проводника и изолятора, известен как полупроводник. Примеры - селен, кремний и германий.
5). Какова функция полупроводника?
Он используется для производства электронных компонентов, таких как транзисторы, диоды и микросхемы.
Таким образом, это все о обзор полупроводников n-типа . Они используются для разработки различных видов электронных устройств, таких как транзисторы, диоды и ИС (интегральные схемы) благодаря их надежности, компактности, невысокой стоимости и энергоэффективности. Вот вам вопрос, что такое полупроводник p-типа?
