რით არის N ტიპის ნახევარმცაბი?
რა არის N ტიპის ნახევარმაგნიტი?
N ტიპის ნახევარმაგნიტის განმარტება
N ტიპის ნახევარმაგნიტი არის ნახევარმაგნიტი, რომელშიც დამატებულია ხუთწილადი დაბრუნებული ნახევარმაგნიტები რათა ზრდის მისი ქ conducivity თავისუფალი ელექტრონების დამატებით.
N ტიპის ნახევარმაგნიტის გაგებამდე უნდა გავაკეთოთ ძირითადი ატომური მეცნიერების დაკვირვება. ატომები მიზნობენ რათა მათ განათლებაში მერვე ელექტრონი ჰყავდეს, რომელსაც უწოდებენ ვალენტურ ელექტრონს. არ ყველა ატომი აღწევს ამ მიზნს, მაგრამ ყველა ცდილობს მის დასასრულს მისცეს ეს სტაბილური კონფიგურაცია.
ატომის გარეშე მდებარე ელექტრონებს უწოდებენ ვალენტურ ელექტრონებს. თუ ატომის გარეშე რეგიონში არ არის რვა ელექტრონი, მაშინ იქნება თავისი ვაკანსიები რათა შეიცვალოს ელექტრონების საჭიროება რათა განათლებაში ჰყავდეს რვა ელექტრონი.
ყველაზე ხშირად გამოყენებული ნახევარმაგნიტებია კვარცხლი და გერმანიუმი. კვარცხლის შემთხვევაში არის 14 ელექტრონი დალაგებული როგორც 2, 8, 4, ხოლო გერმანიუმის შემთხვევაში არის 32 ელექტრონი დალაგებული როგორც 2, 8, 18, 4. ორივე ნახევარმაგნიტი არის მეოთხე ელექტრონი მათ გარეშე რეგიონში, რაც არ არის სრული რვა ელექტრონი.
კვარცხლისა და გერმანიუმის თითოეული ვალენტური ელექტრონი ქმნის კოვალენტურ ბადებს მის მეზობელ ატომებთან, რათა შეავსოს ვაკანსიები. იდეალურად, ნახევარმაგნიტის კრისტალში ყველა ვალენტური ელექტრონი ჩართულია კოვალენტურ ბადებში, ასე რომ კრისტალში არ უნდა ჰყავდეს თავისუფალი ელექტრონები.
მაგრამ ეს არ არის რეალური შემთხვევა. აბსოლუტურად ნული კელვინზე კრისტალში არ უნდა ჰყავდეს თავისუფალი ელექტრონები, მაგრამ როდესაც ტემპერატურა ზრდის ნულიდან კომნატურ ტემპერატურამდე, რამდენიმე ვალენტური ელექტრონი თერმიკად დახურულია და გამოდის ბადიდან და ქმნის რამდენიმე თავისუფალი ელექტრონი კრისტალში. ეს თავისუფალი ელექტრონები იწვევენ ნახევარმაგნიტის მასალების ქ conducivity ნებისმიერი ტემპერატურაზე უფრო მაღალი აბსოლუტურად ნულზე.
არსებობს მეთოდი ნახევარმაგნიტების ქ conducivity ზრდისთვის ნებისმიერი ტემპერატურაზე უფრო მაღალი აბსოლუტურად ნულზე. ეს მეთოდი უწოდებენ დოპირებას. ამ მეთოდში სუფთა ან ინტრინსიკული ნახევარმაგნიტი დაიდოპირება ხუთწილადი დაბრუნებული ნახევარმაგნიტებით, როგორიცაა ანტიმონი, არსენიკი და ფოსფორი. ეს დაბრუნებული ატომები ჩანაცვლებენ რამდენიმე ნახევარმაგნიტის ატომებს კრისტალში და დაიკავებენ მათ პოზიციებს. რადგან დაბრუნებული ატომები არიან ხუთი ვალენტური ელექტრონი გარეშე რეგიონში, რომელთაგან ექვსი ქმნის კოვალენტურ ბადებს მეოთხე მეზობელ ნახევარმაგნიტის ატომებთან.
ერთი ვალენტური ელექტრონი დაბრუნებული ატომიდან არ მიიღებს შანსს ჩართულიყო კოვალენტურ ბადებში და ხდება უფრო სუსტად დაკავშირებული მშობელ დაბრუნებულ ატომთან. კომნატურ ტემპერატურაზე, ეს უფრო სუსტად დაკავშირებული ხუთი ვალენტური ელექტრონი დაბრუნებული ატომიდან შეიძლება გამოდის მისი პოზიციიდან თერმიკის გამო.
ეს ფენომენის გამო, იქნება საკმარისი რაოდენობის თავისუფალი ელექტრონები, მაგრამ ჯერ კიდევ არის კოვალენტური ბადების დარღვევა კრისტალში თერმიკის გამო კომნატურ ტემპერატურაზე. თავისუფალი ელექტრონები დამატებით თავისუფალი ელექტრონების შექმნას კოვალენტური ბადების დარღვევის გამო ნახევარმაგნიტიდან ნახევარმაგნიტს და ნახევარმაგნიტიდან დაბრუნებულ ნახევარმაგნიტებს კრისტალში იწვევენ თავისუფალი ელექტრონების სრულ რაოდენობას.
თუმცა როდესაც თავისუფალი ელექტრონი შექმნილია კოვალენტური ბადის დარღვევის გამო ნახევარმაგნიტიდან ნახევარმაგნიტს, იქნება ვაკანსია შეტანილი დარღვეულ ბადში. ეს ვაკანსიები უწოდებენ ხარისხებს. თითოეული ეს ხარისხი ითვლება როგორც დადებითი ექვივალენტი უარყოფითი ელექტრონის რადგან ის შექმნილია ერთი ელექტრონის დარღვევის გამო. აქ ელექტრონები არიან მთავარი მობილური ტარიფიკატები. N ტიპის ნახევარმაგნიტში იქნება თავისუფალი ელექტრონები და ხარისხები.
მაგრამ ხარისხების რაოდენობა ბევრად ნაკლებია ვიდრე ელექტრონები, რადგან ხარისხები შექმნილია კოვალენტური ბადის დარღვევის გამო ნახევარმაგნიტიდან ნახევარმაგნიტს, ხოლო თავისუფალი ელექტრონები შექმნილია დაბრუნებული ატომების უფრო სუსტად დაკავშირებული ხუთი ვალენტური ელექტრონის და კოვალენტური ბადის დარღვევის გამო ნახევარმაგნიტიდან ნახევარმაგნიტს.
ამიტომ, თავისუფალი ელექტრონების რაოდენობა >> ხარისხების რაოდენობა N ტიპის ნახევარმაგნიტში. ამიტომ თავისუფალი ელექტრონები უწოდებენ მაიორიტეტულ ტარიფიკატებს, ხოლო ხარისხები უწოდებენ მინორიტეტულ ტარიფიკატებს N ტიპის ნახევარმაგნიტში. რადგან უარყოფითად დარტყმული ელექტრონები მთავარად ჩართულია ტარიფიკატების გადატარებაში ამ ნახევარმაგნიტში, ის უწოდებენ უარყოფით ტიპს ან n-ტიპს ნახევარმაგნიტს. თუმცა კრისტალში არის ბევრი თავისუფალი ელექტრონი, ის მაინც ელექტრონულად ნეიტრალურია რადგან პროტონების სრული რაოდენობა და ელექტრონების სრული რაოდენობა ტოლია.
