n ประเภทเซมิคอนดักเตอร์

เมื่อจำนวนเล็กน้อย สิ่งเจือปน Pentavalent ถูกเพิ่มเข้าไปในเซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์ที่ให้อิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากในนั้นเซมิคอนดักเตอร์ภายนอกที่เกิดขึ้นจึงเป็นที่รู้จัก เซมิคอนดักเตอร์ n-Type การนำในสารกึ่งตัวนำชนิด n คือเพราะอิเล็กตรอนอิสระแสดงโดยอะตอมเพนทาวาเลนท์ที่บริสุทธิ์ อิเล็กตรอนเหล่านี้เป็นอิเล็กตรอนอิสระส่วนเกินที่เกี่ยวข้องกับจำนวนอิเล็กตรอนอิสระที่จำเป็นในการเติมพันธะโควาเลนต์ในสารกึ่งตัวนำ

สารบัญ:

• แผนภาพพลังงานของเซมิคอนดักเตอร์ n-Type
• การนำผ่านเซมิคอนดักเตอร์ n-Type

การเพิ่มสิ่งสกปรก Pentavalent เช่นสารหนูและพลวงให้อิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากในคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ สิ่งสกปรกดังกล่าวซึ่งผลิตเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n เรียกว่า ผู้บริจาคสิ่งสกปรก. พวกเขาเรียกว่ามลทินของผู้บริจาคเพราะแต่ละอะตอมของพวกเขาบริจาคคริสตัลอิเล็กตรอนอิสระหนึ่งตัว

เมื่อมีสิ่งสกปรก Pentavalent ไม่กี่อย่างเช่น สารหนู เลขอะตอมคืออะไร 33ซึ่งจัดเป็น 2, 8, 15 และ 5. มันมีอิเล็กตรอนวาเลนซ์ห้าตัวซึ่งถูกเพิ่มเข้าไปในผลึกเจอร์เมเนียม แต่ละอะตอมของสิ่งเจือปนนั้นพอดีกับอะตอมสี่เจอร์เมเนียมดังที่แสดงในภาพด้านบน

ดังนั้นสารหนูแต่ละอะตอมให้หนึ่งฟรีอิเล็กตรอนในผลึกเจอร์เมเนียม เนื่องจากมีปริมาณสารหนูน้อยมากการเจือปนจึงมีอะตอมจำนวนมาก มันให้อิเล็กตรอนอิสระนับล้านสำหรับการนำ

แผนภาพพลังงานของเซมิคอนดักเตอร์ n-Type

แผนภาพพลังงานของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n แสดงในรูปด้านล่าง

มีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากในระบบวงการนำเนื่องจากการเพิ่มของเพนทาวาเลนต์เจือปน อิเล็กตรอนเหล่านี้เป็นอิเล็กตรอนอิสระซึ่งไม่พอดีกับพันธะโควาเลนต์ของผลึกอย่างไรก็ตามอิเล็กตรอนอิสระจำนวนหนึ่งนาทีมีอยู่ในวงการนำความร้อน

ประเด็นต่อไปนี้มีความสำคัญในเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n

• การเพิ่มสิ่งเจือปน Pentavalent ส่งผลให้อิเล็กตรอนอิสระจำนวนมาก
• เมื่อพลังงานความร้อนที่อุณหภูมิห้องเท่ากับคู่อิเล็กตรอนแบบรูจะถูกสร้างขึ้นและส่งผลให้มีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนนาที อิเล็กตรอนเหล่านี้ทิ้งไว้ข้างหลังหลุมในวงเวเลนซ์
• ในที่นี้ n ย่อมาจากวัสดุเชิงลบเนื่องจากจำนวนอิเล็กตรอนอิสระที่ได้จากการปนเปื้อนของ Pentavalent มากกว่าจำนวนของหลุม

การนำผ่านเซมิคอนดักเตอร์ n-Type

ในสารกึ่งตัวนำชนิด n จำนวนมากอิเล็กตรอนอิสระนั้นมีอยู่ในวงการนำซึ่งได้รับการบริจาคโดยอะตอมที่ไม่บริสุทธิ์ รูปด้านล่างแสดงกระบวนการการนำของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n

เมื่อความต่างศักย์ถูกนำไปใช้ข้ามเซมิคอนดักเตอร์ประเภทนี้อิเล็กตรอนอิสระจะถูกส่งไปยังขั้วบวก มันมีกระแสไฟฟ้า เนื่องจากการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านผลึกถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอนอิสระซึ่งเป็นพาหะของประจุลบดังนั้นการนำไฟฟ้าชนิดนี้จึงเป็นที่รู้จักกันในชื่อ เชิงลบ หรือ การนำไฟฟ้าแบบ n-type

จับคู่อิเล็กตรอนในห้องอุณหภูมิ. รูเหล่านี้มีจำนวนน้อยในวงวาเลนซ์ยังประกอบด้วยกระแสจำนวนเล็กน้อย เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติปัจจุบันนี้ถูกทอดทิ้ง

ก็เห็น: p-type เซมิคอนดักเตอร์