The polprevodniški materiali vključujejo štiri elektrone v svoji valentni lupini (zunanja lupina), kot sta Ge (germanij) in Si (silicij). Z uporabo teh elektronov z polprevodnik atoma, lahko s sosednjimi atomi nastanejo vezi. Podobno nekateri materiali vključujejo pet elektronov v svoji valentni lupini, ki je znana kot peterovalentni materiali, kot sta arzen ali fosfor. Ti materiali se torej uporabljajo predvsem za izdelavo polprevodnikov tipa n. Štirielektronske nečistoče lahko tvorijo vez z uporabo sosednjih silicijevih atomov. Tako ostane en prosti elektron in nastali material vključuje št. prostih elektronov. Kadar so elektroni –Ve nosilci naboja, je material znan kot polprevodnik n-tipa. Ta članek obravnava pregled polprevodnikov tipa n.
Kaj je polprevodnik tipa N?
Opredelitev: V. Se uporablja polprevodniški material tipa N elektronika in se lahko tvori z dodajanjem nečistoče polprevodniku, kot sta Si in Ge, znan kot polprevodnik n-tipa. Tu so donatorske nečistote, ki se uporabljajo v polprevodniku, arzen, fosfor, bizmut, antimon itd. Kot že ime pove, darovalec daje polprevodniku proste elektrone. S tem lahko oblikujemo več nosilcev naboja za prevodnost znotraj materiala.
N-tip primeri polprevodnikov so Sb, P, Bi in As. Ti materiali vključujejo pet elektronov v zunanji lupini. Štirje elektroni bodo tvorili kovalentne vezi z uporabo sosednjih atomov, peti elektron pa bo dostopen kot trenutni nosilec. Torej se ta nečistotni atom imenuje donorski atom.
V tem polprevodniku bo tok toka prisoten zaradi gibanja lukenj in elektronov. Tako so večinski nosilci naboja v tem polprevodniku elektroni, manjšinski nosilci naboja pa luknje.
Polprevodniški doping tipa N
Polprevodnik n-tipa je dopiran z donorskim atomom, ker so večinski nosilci naboja negativni elektroni. Ker je silicij štirivalentni element, potem struktura normalnega kristala vključuje štiri kovalentne vezi iz 4 zunanjih elektronov. Najpogosteje uporabljeni dopanti v Si so elementi skupine III in skupine V.
N-tip polprevodniški doping
Tu so petvalentni elementi elementi skupine V. Vključujejo 5 valentnih elektronov in jim omogočajo delo kot darovalca. Število teh elementov, kot so antimon, fosfor ali arzen, daje proste elektrone, tako da se lastna polprevodniška prevodnost močno poveča. Ko je na primer kristal Si dopiran z elementom skupine III, kot je bor, bo ustvaril polprevodnik tipa p, Si kristal pa dopiran z elementom skupine Vnt kot fosfor, bo ustvaril polprevodnik tipa n.
Prevladovanje prevodnih elektronov lahko v celoti opravimo s št. donorskih elektronov. Tako je celotna št. prevodnih elektronov je lahko enakovredna št. darovalcev (n≈ND). Nevtralnost naboja polprevodniškega materiala je mogoče ohraniti, ko napetostna mesta dajalcev uravnotežijo prevodnost elektrona. Ko je št. povečanja prevodnosti elektronov, se bo število lukenj zmanjšalo.
Neravnovesje koncentracije nosilca v posameznih pasovih lahko izrazimo s številom lukenj in elektronov. Pri n-tipu so elektroni večinski nosilci naboja, luknje pa manjšinski nosilci naboja.
Diagram energije polprevodnika tipa N
The energijski pas diagram tega polprevodnika je prikazan spodaj. Prosti elektroni obstajajo v prevodnem pasu zaradi dodajanja peterovalentnega materiala. V kovalentnih vezah kristala ti elektroni niso ustrezali. Toda znotraj prevodnega pasu je na voljo majhno število elektronov, ki tvorijo pare elektronsko luknjo. Ključne točke polprevodnika so dodajanje peterovalentnega materiala, ki lahko povzroči število prostih elektronov.
Diagram energije
Pri sobni temperaturi se toplotna energija prenaša na polprevodnik in nato lahko nastane par elektronsko luknjo. Posledično je na voljo majhno število prostih elektronov. Ti elektroni bodo zapustili luknje v valentnem pasu. Tu je 'n' negativni material, ko je št. prostih elektronov, zagotovljenih skozi peterovalentni material, je večja od št. lukenj.
Prevajanje skozi polprevodnik tipa N
Prevod tega polprevodnika lahko povzročijo elektroni. Ko elektroni zapustijo luknjo, bodo prostor pritegnili drugi elektroni. Zato se luknja šteje za + napolnjeno. Ta polprevodnik vključuje dve vrsti nosilcev, kot so + napolnjene luknje in negativno nabiti elektroni. Elektroni se imenujejo večinski nosilci, luknje pa manjšinski nosilci, ker je število elektronov večje kot v primerjavi z luknjami.
Ko se kovalentne vezi razbijejo in se elektroni odmaknejo od luknje, se neki drugi elektron odtrga od svoje vezi in privlači k tej luknji. Zato bodo luknje in elektroni potovali v obratni smeri. Elektroni bodo privlačeni proti + ve priključku akumulatorja, luknje pa privlečene na -ve priključku akumulatorja.
Pogosta vprašanja
1). Kaj je polprevodnik tipa n?
Material, ki je zasnovan z dodajanjem nečistoč polprevodnikom, kot je silicij, sicer je germanij znan kot polprevodnik tipa n.
2). Kateri so večinski in manjšinski nosilci naboja v tem polprevodniku?
Večinski nosilci naboja so elektroni, luknje pa manjšinski nosilci naboja
3). Kaj so zunanji polprevodniki?
So p-tipa in n-tipa
4). Kaj so polprevodniki in njihovi primeri?
Material, ki ima lastnost prevodnika in izolatorja, je znan kot polprevodnik. Primeri so selen, silicij in germanij.
5). Kakšna je funkcija polprevodnika?
Uporablja se za izdelavo elektronskih komponent, kot so tranzistorji, diode in IC
Tu gre torej za to pregled polprevodnikov tipa n . Ti se uporabljajo za oblikovanje različnih vrst elektronskih naprav, kot so tranzistorji, diode & IC (integrirana vezja) zaradi njihove zanesljivosti, kompaktnosti, poceni in energetske učinkovitosti. Tukaj je vprašanje za vas, kaj je polprevodnik tipa p?
