Che cos'è il semiconduttore di tipo N: doping e diagramma energetico

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Il materiali semiconduttori includono quattro elettroni nel loro guscio di valenza (guscio esterno) come Ge (germanio) e Si (silicio). Usando questi elettroni con semiconduttore atomo, i legami possono essere formati con i suoi atomi adiacenti. Allo stesso modo, alcuni materiali includono cinque elettroni nel loro guscio di mantovana è noto come materiali pentavalenti come l'arsenico o il fosforo. Quindi questi materiali vengono utilizzati principalmente per realizzare il semiconduttore di tipo n. Le impurità di quattro elettroni possono formare il legame usando gli atomi di silicio adiacenti. Quindi questo lascia un elettrone libero e il materiale risultante include no. di elettroni liberi. Quando gli elettroni sono portatori di carica -Ve, il materiale è noto come semiconduttore di tipo n. Questo articolo discute una panoramica del semiconduttore di tipo n.

Cos'è il semiconduttore di tipo N?

Definizione: Un materiale semiconduttore di tipo N viene utilizzato in elettronica e può essere formato aggiungendo un'impurità a un semiconduttore come Si e Ge è noto come semiconduttore di tipo n. Qui le impurità del donatore utilizzate nel semiconduttore sono arsenico, fosforo, bismuto, antimonio, ecc. Come suggerisce il nome, un donatore fornisce elettroni liberi a un semiconduttore. In questo modo, più portatori di carica possono essere formati per la conduzione all'interno del materiale.




Il tipo n esempi di semiconduttori sono Sb, P, Bi e As. Questi materiali includono cinque elettroni nel loro guscio esterno. I quattro elettroni creeranno legami covalenti usando gli atomi adiacenti e il quinto elettrone sarà accessibile come un vettore di corrente. Quindi quell'atomo di impurità è chiamato atomo donatore.

In questo semiconduttore, il flusso di corrente sarà presente a causa del movimento di buchi ed elettroni. Pertanto, i portatori di carica maggioritari in questo semiconduttore sono elettroni e i portatori di carica minoritari sono buchi.



Doping dei semiconduttori di tipo N.

Il semiconduttore di tipo n è drogato con un atomo donatore perché la maggior parte dei portatori di carica sono elettroni negativi. Poiché il silicio è un elemento tetravalente, la struttura del cristallo normale include quattro legami covalenti da 4 elettroni esterni. I droganti più frequentemente usati nel Si sono elementi del gruppo III e gruppo V.

Doping dei semiconduttori di tipo N

Doping dei semiconduttori di tipo N.

Qui gli elementi pentavalenti sono elementi del gruppo V. Includono 5 elettroni di valenza e consentono loro di lavorare come donatori. Il conteggio di questi elementi come l'antimonio, il fosforo o l'arsenico dona elettroni liberi in modo che la conduttività intrinseca del semiconduttore aumenti notevolmente. Ad esempio, una volta che un cristallo di Si è drogato con un elemento del gruppo III come il boro, allora creerà un semiconduttore di tipo p ma un cristallo di Si è drogato con un elemento del gruppo Vnt come il fosforo, creerà un semiconduttore di tipo n.


Il dominio degli elettroni di conduzione può essere fatto totalmente attraverso il no. di elettroni donatori. Quindi, l'intero no. di elettroni di conduzione può essere equivalente al n. dei siti donatori (n≈ND). La neutralità della carica del materiale semiconduttore può essere mantenuta quando i siti donatori energizzati bilanciano la conduzione dell'elettrone. Una volta che il no. di conduzione degli elettroni è aumentata, quindi il numero di buchi sarà diminuito.

Lo squilibrio di concentrazione del vettore nelle rispettive bande può essere espresso attraverso il numero di buchi ed elettroni. Nel tipo n, gli elettroni sono portatori di carica maggioritari mentre i fori sono portatori di carica minoritari.

Diagramma di energia del semiconduttore di tipo N.

Il fascia energetica diagramma di questo semiconduttore è mostrato sotto. Gli elettroni liberi sono presenti nella banda di conduzione a causa dell'aggiunta del materiale pentavalente. Nei legami covalenti del cristallo, questi elettroni non si adattavano. Ma un piccolo numero di elettroni può essere disponibile all'interno della banda di conduzione per formare coppie elettrone-lacuna. I punti chiave nel semiconduttore sono l'aggiunta di materiale pentavalente che può causare il numero di elettroni liberi.

Diagramma energetico

Diagramma energetico

A temperatura ambiente, l'energia termica passa al semiconduttore e quindi può essere generata una coppia elettrone-lacuna. Di conseguenza, può essere disponibile un piccolo numero di elettroni liberi. Questi elettroni usciranno dopo i buchi all'interno della banda di valenza. Qui 'n' è il materiale negativo quando il no. di elettroni liberi forniti attraverso il materiale pentavalente è maggiore del n. di buchi.

Conduzione tramite semiconduttore di tipo N.

La conduzione di questo semiconduttore può essere causata dagli elettroni. Quando gli elettroni lasciano un buco, lo spazio sarà attratto da altri elettroni. Pertanto il foro è considerato come + vely caricato. Quindi questo semiconduttore include due tipi di portatori come buchi caricati + vely ed elettroni caricati negativamente. Gli elettroni sono chiamati portatori di maggioranza mentre i buchi sono chiamati portatori di minoranza perché gli elettroni sono in numero maggiore rispetto ai buchi.

Una volta che un legame covalente si rompe e gli elettroni si allontanano da un buco, un altro elettrone si stacca dal suo legame e viene attratto verso questo buco. Pertanto i buchi e gli elettroni viaggeranno in direzioni inverse. Gli elettroni saranno attratti verso il terminale + ve della batteria mentre i fori saranno attratti dal terminale -ve della batteria.

Domande frequenti

1). Cos'è un semiconduttore di tipo n?

Un materiale progettato aggiungendo impurità a un semiconduttore come il silicio, altrimenti il ​​germanio è noto come semiconduttore di tipo n.

2). Quali sono i portatori di carica di maggioranza e minoranza in questo semiconduttore?

I portatori di carica maggioritari sono elettroni e le lacune sono portatori di carica minoritari

3). Cosa sono i semiconduttori estrinseci?

Sono di tipo p e di tipo n

4). Cosa sono i semiconduttori e i loro esempi?

Un materiale che ha una proprietà di conduttore e isolante è noto come semiconduttore. Gli esempi sono selenio, silicio e germanio.

5). Qual è la funzione del semiconduttore?

Viene utilizzato per produrre componenti elettronici come transistor, diodi e circuiti integrati

Quindi, questo è tutto una panoramica del semiconduttore di tipo n . Questi sono usati per progettare diversi tipi di dispositivi elettronici come transistor, diodi e CI (circuiti integrati) grazie alla loro affidabilità, compattezza, basso costo ed efficienza energetica. Ecco una domanda per te, cos'è un semiconduttore di tipo p?