Què és el semiconductor de tipus N: el dopatge i el seu diagrama energètic

Què és el semiconductor de tipus N: el dopatge i el seu diagrama energètic

El materials semiconductors inclouen quatre electrons a la seva capa de valència (capa externa) com Ge (germani) i Si (silici). En utilitzar aquests electrons amb semiconductor àtom, es poden formar enllaços amb els seus àtoms adjacents. De la mateixa manera, alguns materials inclouen cinc electrons en la seva capa de protecció que es coneix com a materials pentavalents com l'arsènic o el fòsfor. Per tant, aquests materials s’utilitzen principalment per fabricar el semiconductor de tipus n. Les impureses de quatre electrons poden formar l'enllaç utilitzant els àtoms de silici adjacents. Per tant, això deixa un electró lliure i el material resultant no inclou. d’electrons lliures. Quan els electrons són portadors de càrrega –Ve, el material es coneix com a semiconductor de tipus n. Aquest article tracta una descripció general dels semiconductors de tipus n.



Què és el semiconductor de tipus N?

Definició: S'utilitza un material semiconductor de tipus N electrònica i es pot formar afegint una impuresa a un semiconductor com Si i Ge es coneix com a semiconductor de tipus n. Aquí les impureses dels donants utilitzades en el semiconductor són l'arsènic, el fòsfor, el bismut, l'antimoni, etc. Com el seu nom indica, un donant dóna electrons lliures a un semiconductor. Fent això, es poden formar més portadors de càrrega per a la conducció dins del material.


El tipus n exemples de semiconductors són Sb, P, Bi i As. Aquests materials inclouen cinc electrons a la seva capa exterior. Els quatre electrons faran enllaços covalents mitjançant els àtoms adjacents i el cinquè electró serà accessible com un portador actual. De manera que aquest àtom d’impuresa s’anomena àtom de donant.





En aquest semiconductor, el flux de corrent hi serà a causa del moviment de forats i electrons. Per tant, els portadors de càrrega majoritaris d’aquest semiconductor són electrons i els portadors de càrrega minoritaris són forats.

Dopatge semiconductor de tipus N

El semiconductor de tipus n es dopa amb un àtom donant perquè els portadors de càrrega majoritaris són electrons negatius. Com que el silici és un element tetravalent, l'estructura del cristall normal inclou quatre enllaços covalents de 4 electrons externs. Els dopants més utilitzats a Si són elements del grup III i del grup V.



Dopatge semiconductor de tipus N

Dopatge semiconductor de tipus N

Aquí els elements pentavalents són elements del grup V. Inclouen 5 electrons de valència i els permeten treballar com a donant. El recompte d’aquests elements com l’antimoni, el fòsfor o l’arsènic dona electrons lliures de manera que la conductivitat intrínseca dels semiconductors s’incrementarà molt. Per exemple, una vegada que un cristall de Si es dopa amb un element del grup III com el bor, llavors crearà un semiconductor de tipus p però un cristall de Si es doparà amb elema del grup Vnt com el fòsfor, llavors crearà un semiconductor de tipus n.


La dominació dels electrons de conducció es pot fer totalment a través del núm. d’electrons donants. Així, el conjunt no. dels electrons de conducció pot ser equivalent al núm. de llocs de donants (n≈ND). La neutralitat de càrrega del material semiconductor es pot mantenir quan els llocs donants energitzats equilibren la conducció de l’electró. Una vegada que el núm. de la conducció d’electrons s’incrementa i es reduirà el nombre de forats.

El desequilibri de concentració del portador a les bandes respectives es pot expressar a través del nombre de forats i electrons. En el tipus n, els electrons són portadors de càrrega majoritaris, mentre que els forats són portadors de càrrega minoritaris.

Diagrama energètic de semiconductors de tipus N

El banda d'energia El diagrama d’aquest semiconductor es mostra a continuació. Els electrons lliures existeixen a la banda de conducció a causa de l’addició del material pentavalent. En els enllaços covalents del cristall, aquests electrons no encaixaven. Però, hi ha un nombre reduït d’electrons dins de la banda de conducció per formar parells electró-forat. Els punts clau del semiconductor són afegir material pentavalent que pot provocar el nombre d’electrons lliures.

Diagrama energètic

Diagrama energètic

A temperatura ambient, l’energia tèrmica passa al semiconductor i es pot generar un parell de forats electrons. En conseqüència, es pot disposar d'un nombre reduït d'electrons lliures. Aquests electrons sortiran després de forats dins de la banda de valència. Aquí ‘n’ és el material negatiu quan el núm. d’electrons lliures proporcionats a través del material pentavalent és més gran que el núm. de forats.

Conducció a través de semiconductors de tipus N

La conducció d’aquest semiconductor pot ser causada pels electrons. Quan els electrons surten d’un forat, l’espai serà atret per altres electrons. Per tant, el forat es considera com a + carregat fortament. Així doncs, aquest semiconductor inclou dos tipus de portadors, com ara forats + carregats amb força i electrons amb càrrega negativa. Els electrons s’anomenen portadors majoritaris, mentre que els forats s’anomenen portadors minoritaris perquè els electrons són més nombrosos en comparació amb els forats.

Quan els enllaços covalents es trenquen i els electrons s’allunyen d’un forat, llavors algun altre electró es separa del seu enllaç i s’atrau cap a aquest forat. Per tant, els forats i els electrons viatjaran en direccions inverses. Els electrons s’atreuran cap al terminal + ve de la bateria mentre que els forats s’atrauran cap al terminal -ve de la bateria.

Preguntes freqüents

1). Què és un semiconductor de tipus n?

Un material que es dissenya afegint impureses a un semiconductor com el silici, altrament el germani es coneix com a semiconductor de tipus n.

2). Quins són els portadors de càrrega majoritaris i minoritaris d’aquest semiconductor?

Els portadors de càrrega majoritaris són electrons i els forats són portadors de càrrega minoritaris

3). Què són els semiconductors extrínsecs?

Són de tipus p i de tipus n

4). Què són els semiconductors i els seus exemples?

Un material que té la propietat de conductor i aïllant es coneix com a semiconductor. Els exemples són el seleni, el silici i el germani.

5). Quina és la funció del semiconductor?

S'utilitza per fabricar components electrònics com transistors, díodes i circuits integrats

Per tant, tot es tracta una visió general dels semiconductors de tipus n . S’utilitzen per dissenyar diferents tipus de dispositius electrònics com transistors, díodes i CI (circuits integrats) per la seva fiabilitat, compacitat, baix cost i eficiència energètica. Aquí teniu una pregunta, què és un semiconductor de tipus p?