ה חומרי מוליכים למחצה כוללים ארבעה אלקטרונים בקליפת הערכיות שלהם (מעטפת חיצונית) כמו Ge (גרמניום) ו- Si (סיליקון). באמצעות אלקטרונים אלה עם מוֹלִיך לְמֶחֱצָה אטום, ניתן ליצור קשרים עם האטומים הסמוכים לו. באופן דומה, חומרים מסוימים כוללים חמישה אלקטרונים בקליפת הערך שלהם ידועה כחומרים מחומשים כמו ארסן או זרחן. אז חומרים אלה משמשים בעיקר לייצור מוליכים למחצה מסוג n. זיהומי ארבעת האלקטרונים יכולים ליצור את הקשר באמצעות אטומי הסיליקון הסמוכים. אז זה משאיר אלקטרון חופשי אחד והחומר שנוצר כולל לא. של אלקטרונים חופשיים. כאשר אלקטרונים הם נושאי מטען, החומר ידוע כמוליך למחצה מסוג n. מאמר זה דן בסקירה כללית של מוליכים למחצה מסוג n.
מהו מוליכים למחצה מסוג N?
הַגדָרָה: נעשה שימוש בחומר מוליך למחצה מסוג N מכשירי חשמל והיא יכולה להיווצר על ידי הוספת טומאה למוליכים למחצה כמו Si ו- Ge ידועה כמוליכים למחצה מסוג n. כאן זיהומי התורמים המשמשים במוליכים למחצה הם ארסן, זרחן, ביסמוט, אנטימון וכו '. כפי שהשם מרמז, תורם נותן אלקטרונים בחינם למוליכים למחצה. על ידי כך ניתן ליצור נושאות מטען נוספות להולכה בתוך החומר.
סוג ה- n דוגמאות מוליכים למחצה הם Sb, P, Bi, ו- As. חומרים אלה כוללים חמישה אלקטרונים בקליפתם החיצונית. ארבעת האלקטרונים יוצרים קשרים קוולנטיים באמצעות האטומים הסמוכים והאלקטרון החמישי יהיה נגיש כמו נושא זרם. אז אטום הטומאה הזה נקרא אטום תורם.
במוליך למחצה זה, זרימת הזרם תהיה שם בגלל תנועת החורים והאלקטרונים. לפיכך, רוב מטעני המטען במוליכים למחצה זה הם אלקטרונים ונושאי מטען מיעוטים הם חורים.
סימום מוליכים למחצה מסוג N
מוליכים למחצה מסוג n מסוממים באטום תורם מכיוון שמובילי המטען הם רובם אלקטרונים שליליים. מכיוון שהסיליקון הוא יסוד טטרוולנטי, אז מבנה הגביש הרגיל כולל ארבעה קשרים קוולנטיים מ -4 אלקטרונים חיצוניים. חומרי הסמים הנפוצים ביותר ב- Si הם אלמנטים מקבוצה III ו- Group-V.
סימום מוליכים למחצה מסוג N
כאן אלמנטים מחומשים הם אלמנטים קבוצתיים V. הם כוללים 5 אלקטרוני ערכיות והם מאפשרים להם לעבוד כתורם. ספירת היסודות הללו כמו אנטימון, זרחן או ארסן תורמת אלקטרונים חופשיים כך שמוליכות המוליכים למחצה הפנימית תוגדל מאוד. לדוגמא, ברגע ש קריסטל Si מסומם עם אלמנט קבוצה III כמו בורון, הוא ייצור מוליך למחצה מסוג p אך קריסטל Si מסומם עם קבוצת V eleme.לא כמו זרחן אז זה ייצור מוליך למחצה מסוג n.
השליטה באלקטרוני ההולכה יכולה להיעשות באופן מוחלט באמצעות ה- no. של אלקטרונים תורמים. לפיכך, כל לא. של אלקטרונים הולכה יכול להיות שווה למספר. של אתרי תורמים (n≈ND). ניתן לשמור על ניטרליות המטען של חומר המוליך למחצה כאשר אתרי תורם מריצים מאזנים את הולכת האלקטרון. ברגע שהלא. הולכת האלקטרונים גדלה ואז מספר החורים יופחת.
חוסר האיזון בריכוז המוביל ברצועות בהתאמה יכול לבוא לידי ביטוי באמצעות מספר החורים והאלקטרונים. בסוג n, אלקטרונים הם נושאי מטען ברוב ואילו החורים הם נושאי מטען מיעוטים.
דיאגרמת אנרגיה של מוליכים למחצה מסוג N
ה רצועת אנרגיה תרשים של מוליכים למחצה זה מוצג להלן. האלקטרונים החופשיים קיימים ברצועת ההולכה עקב הוספת החומר המחומש. בקשרים הקוולנטיים של הגביש, האלקטרונים הללו לא התאימו. אבל, מספר קטן של אלקטרונים יכול להיות זמין ברצועת ההולכה ליצירת זוגות חורי אלקטרונים. נקודות המפתח במוליכים למחצה הם הוספת חומר מחומש עלול לגרום למספר האלקטרונים החופשיים.
דיאגרמת אנרגיה
בטמפרטורת החדר, האנרגיה התרמית עוברת למוליך למחצה, ואז ניתן ליצור זוג חורי אלקטרונים. כתוצאה מכך, מספר קטן של אלקטרונים חופשיים יכול להיות זמין. אלקטרונים אלה יעזבו אחרי חורים ברצועת הערכיות. כאן 'n' הוא החומר השלילי כאשר לא. של אלקטרונים חופשיים המסופקים באמצעות החומר הפנטוולנטי גדול יותר מאשר המספר לא. של חורים.
הולכה דרך מוליכים למחצה מסוג N
ההולכה של מוליכים למחצה זו יכולה להיגרם על ידי האלקטרונים. כאשר האלקטרונים עוזבים חור, אזי החלל יימשך על ידי אלקטרונים אחרים. לכן החור נחשב כטען + vely. אז מוליך למחצה זה כולל שני סוגים של מובילים כמו + חורים טעונים ואלקטרונים טעונים שלילית. האלקטרונים נקראים נושאי רוב ואילו החורים נקראים נושאי מיעוט מכיוון שהאלקטרונים גבוהים יותר בהשוואה לחורים.
ברגע שקשרים קוולנטיים מתנפצים והאלקטרונים מתרחקים מחור, אז אלקטרון אחר מתנתק מהקשר שלו ונמשך אל החור הזה. לכן החורים והאלקטרונים יעברו בכיוונים הפוכים. האלקטרונים ימשכו לכיוון מסוף + ve של הסוללה ואילו החורים נמשכים לטרמינל של הסוללה.
שאלות נפוצות
1). מהו מוליכים למחצה מסוג n?
חומר שתוכנן על ידי הוספת זיהומים למוליכים למחצה כמו סיליקון אחרת גרמניום ידוע כמוליך למחצה מסוג n.
2). מהם נושאי מטען הרוב והמיעוט במוליכים למחצה זה?
נושאי המטען ברובם הם אלקטרונים וחורים הם נושאי מטען המיעוט
3). מהם מוליכים למחצה חיצוניים?
הם מסוג p ו- n מסוג
4). מהם מוליכים למחצה והדוגמאות שלהם?
חומר שיש לו תכונה של מוליך ומבודד ידוע כמוליך למחצה. הדוגמאות הן סלניום, סיליקון וגרמניום.
5). מה תפקידו של מוליך למחצה?
הוא משמש לייצור רכיבים אלקטרוניים כמו טרנזיסטורים, דיודות ו- IC
לפיכך, מדובר בכל סקירה כללית של מוליכים למחצה מסוג n . אלה משמשים לעיצוב סוגים שונים של מכשירים אלקטרוניים כמו טרנזיסטורים, דיודות & ICs (מעגלים משולבים) בשל האמינות, הקומפקטיות, העלות הנמוכה ויעילות הספק שלהם. הנה שאלה עבורך, מה זה מוליך למחצה מסוג p?
