Hvad er N-type halvleder: Doping og dets energidiagram

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Det halvledermaterialer inkluderer fire elektroner i deres valensskal (ekstern skal) som Ge (germanium) og Si (silicium). Ved at bruge disse elektroner med halvleder atom, kan bindinger dannes med dets tilstødende atomer. Tilsvarende inkluderer nogle materialer fem elektroner i deres valance shell er kendt som pentavalente materialer som arsen eller fosfor. Så disse materialer bruges hovedsageligt til at fremstille n-typen halvleder. De fire-elektron urenheder kan danne bindingen ved hjælp af de tilstødende siliciumatomer. Så dette efterlader en fri elektron, og det resulterende materiale inkluderer nr. af frie elektroner. Når elektroner er –Ve-ladningsbærere, er materialet kendt som en halvleder af n-typen. Denne artikel diskuterer en oversigt over n-type halvleder.

Hvad er N-type halvleder?

Definition: Et N-type halvledermateriale anvendes i elektronik og det kan dannes ved at tilføje en urenhed til en halvleder som Si og Ge er kendt som en n-type halvleder. Her er donoren urenheder brugt i halvlederen arsen, fosfor, vismut, antimon osv. Som navnet antyder, giver en donor gratis elektroner til en halvleder. Ved at gøre dette kan der dannes flere ladningsbærere til ledning inden i materialet.




N-typen eksempler på halvleder er Sb, P, Bi og As. Disse materialer inkluderer fem elektroner i deres ydre skal. De fire elektroner danner kovalente bindinger ved hjælp af de tilstødende atomer, og den femte elektron vil være tilgængelig som en strømbærer. Så det urenhedsatom kaldes et donoratom.

I denne halvleder vil strømmen være der på grund af bevægelse af huller og elektroner. Således er de fleste ladebærere i denne halvleder elektroner, og mindretalsladningsbærere er huller.



N-type halvlederdoping

Halvlederen af ​​n-typen er doteret med et donoratom, fordi de fleste ladningsbærere er negative elektroner. Da silicium er et tetravalent element, inkluderer strukturen i normal krystal fire kovalente bindinger fra 4 eksterne elektroner. De hyppigst anvendte dopanter i Si er gruppe-III & gruppe-V-elementer.

N Type doping af halvleder

N-type halvlederdoping

Her er pentavalente elementer gruppe-V-elementer. De inkluderer 5 valenselektroner, og de tillader dem at arbejde som donor. Tællingen af ​​disse grundstoffer som antimon, fosfor eller arsen donerer frie elektroner, så den iboende halvlederledningsevne øges kraftigt. For eksempel, når en Si-krystal er doteret med et Gruppe III-element som bor, vil det skabe en p-type halvleder, men en Si-krystal er doteret med gruppe V-elementnt som fosfor, så vil det skabe en n-type halvleder.


Overherredømmet af ledningselektroner kan ske fuldstændigt gennem nr. af donorelektroner. Således er hele nej. af ledningselektroner kan svare til nr. af donorsider (n≈ND). Halvledermaterialets ladningsneutralitet kan opretholdes, når energiske donorsteder balancerer elektronens ledning. Når nej. af elektronens ledning øges, så mindskes antallet af huller.

Ubalance i bærerkoncentrationen i de respektive bånd kan udtrykkes gennem antallet af huller og elektroner. I n-typen er elektroner majoritetsladningsbærere, mens hullerne er mindretalsladningsbærere.

Energidiagram over N-type halvleder

Det energibånd Diagram over denne halvleder er vist nedenfor. De frie elektroner findes i ledningsbåndet på grund af tilsætning af det pentavalente materiale. I krystallens kovalente bindinger passede disse elektroner ikke. Men et lille antal elektroner kan være tilgængelige inden for ledningsbåndet til dannelse af elektronhulpar. Nøglepunkterne i halvlederen er tilføjelse af pentavalent materiale, der kan forårsage antallet af frie elektroner.

Energidiagram

Energidiagram

Ved stuetemperatur overføres den termiske energi til halvlederen, og derefter kan der dannes et elektronhulspar. Derfor kan et lille antal gratis elektroner være tilgængelige. Disse elektroner vil forlade efter huller i valensbåndet. Her er 'n' det negative materiale, når nej. af frie elektroner, der tilvejebringes gennem det pentavalente materiale, er større end nr. af huller.

Ledning gennem N-type halvleder

Ledningen af ​​denne halvleder kan være forårsaget af elektronerne. Når elektronerne efterlader et hul, tiltrækkes rummet af andre elektroner. Derfor betragtes hullet som + meget ladet. Så denne halvleder inkluderer to slags bærere som + velyadede huller & negativt ladede elektroner. Elektronerne kaldes majoritetsbærere, mens hullerne kaldes minoritetsbærere, fordi elektroner er højere i antal sammenlignet med huller.

Når en kovalent binding smadrer, og elektronerne bevæger sig væk fra et hul, så bryder en anden elektron sig væk fra dens binding og tiltrækkes mod dette hul. Derfor vil huller og elektroner bevæge sig i omvendt retning. Elektronerne tiltrækkes mod + ve-terminalen på batteriet, mens hullerne tiltrækkes af batteriets -ve-terminal.

Ofte stillede spørgsmål

1). Hvad er en n-type halvleder?

Et materiale, der er designet ved at tilføje urenheder til en halvleder som silicium, ellers er germanium kendt som en n-type halvleder.

2). Hvad er hoved- og mindretalsopladningsbærere i denne halvleder?

De fleste ladebærere er elektroner, og huller er mindretalsladningsbærere

3). Hvad er ydre halvledere?

De er p-type og n-type

4). Hvad er halvleder og deres eksempler?

Et materiale, der har en egenskab af leder og isolator, er kendt som en halvleder. Eksemplerne er selen, silicium og germanium.

5). Hvad er funktionen af ​​halvleder?

Det bruges til at fremstille elektroniske komponenter som transistorer, dioder og IC'er

Således handler det hele om en oversigt over n-type halvleder . Disse bruges til at designe forskellige slags elektroniske enheder som f.eks transistorer, dioder & IC'er (integrerede kredsløb) på grund af deres pålidelighed, kompakthed, lave omkostninger og energieffektivitet. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en p-type halvleder?