N типті сөндіруші қандай?

N Түріндегі Полупроводник Дегеніміз Не?

N Түріндегі Полупроводниктің Анықтамасы

N түріндегі полупроводник - бұл пентавалентті ашықтаушы заттармен дөпталған және оның өткізгіштігін арттыру үшін жазбаша электрондар қосылатын полупроводник түрі.

N түріндегі полупроводник не екенін түсіну үшін, алдымен негізгі атомдық ғылымға назар аудару керек. Атомдардың соңғы орбитасында (валенттік электрондар) сегіз электронтар болуына умтылады. Барлық атомдар бұл стабилді конфигурацияға жетуге тырысады, бірақ барлық атомдар бұлға жетпейді.

Атомдың соңғы орбитасындағы электрондар валенттік электрондар деп аталады. Егер атомдың соңғы орбитасында сегіз электрон жоқ болса, онда орбитадағы электрондердің жетіспейтін санына сәйкес бос орындар пайда болады. Бұл бос орындар атомдың соңғы орбитасында сегіз электрон жеткізу үшін электрондарды қабылдай алады.

Ең көп қолданылатын полупроводниктер - кремний мен германий. Кремнийде 14 электрон бар, олар 2, 8, 4 түрінде орналасқан, ал германийде 32 электрон бар, олар 2, 8, 18, 4 түрінде орналасқан. Екеуі де соңғы орбитасында төрт электрон бар, орталық орбитада төрт электронға қосымша бос орындар қалады.

Кремнийде немесе германийде қатарынан тұрған атомдармен қоса қатарлы байланысты жасау үшін қатарынан тұрған төрт валентті электрон бар. Идеялық жағдайда, барлық валентті электрондар қоса қатарлы байланыстарда қатысады, сондықтан кристалда жазбаша электрондар жоқ болады.

Бірақ бұл нақты жағдай емес. Абсолютты нөл градус (0o Кельвин) при абсолютты нөлден жылуынша температура өсіп, кристалдағы валентті электрондар термиялық орталыққа шығып, жазбаша электрондар пайда болады. Бұл жазбаша электрондар кристалдың өткізгіштігін қамтиды.

Полупроводниктердің өткізгіштігін арттыру үшін дөптеу әдісі қолданылады. Бұл әдісте чисто полупроводник пентавалентті ашықтаушы заттармен, мисалы, антимон, мышық және фосформен дөптеледі. Бұл ашықтаушы заттар кристалдағы белгілі бір сандағы полупроводник атомдарының орнын алады. Ашықтаушы зат атомдарының соңғы орбитасында бес валентті электрон бар, олардың төрті қоса қатарлы байланысты жасайды.

Ашықтаушы зат атомының бір валентті электроны қоса қатарлы байланысқа қатыспауы мүмкін, ол өтініштік түрде қосылған ашықтаушы зат атомына қосылады. Жылуынша температурада, бұл бесінші валентті электрондар термиялық орталыққа шығып, жазбаша электрондар пайда болады.

Бұл процестің нәтижесінде кристалда жазбаша электрондар пайда болады, бірақ жылуынша температурада қоса қатарлы байланыстардың бөлінімінен де жазбаша электрондар пайда болады. Кристалдағы жазбаша электрондардың жалпы саны қоса қатарлы байланыстардың бөлінімінен пайда болған жазбаша электрондармен бірге қосылады.

Әрбір жазбаша электрондың қоса қатарлы байланыстың бөлінімінен пайда болғанда, бөлінген байланыста бос орын пайда болады. Бұл бос орындар "құралар" деп аталады. Арнайы электрондардың қосылуынан құралар пайда болады. N түріндегі полупроводникте жазбаша электрондар мен құралар бар.

Бірақ құралардың саны электрондардың санынан көбірек, себебі құралар тек қоса қатарлы байланыстың бөлінімінен пайда болады, ал жазбаша электрондар қоса қатарлы байланыстың бөлінімінен және ашықтаушы зат атомының бесінші валентті электронынан пайда болады.

Сонымен, n түріндегі полупроводникте жазбаша электрондардың саны құралардың санынан көбірек. Сондықтан жазбаша электрондарды "көптік заряд қозғалтқышы" деп, ал құраларды "азық заряд қозғалтқышы" деп атайды. Негативті зарядты электрондар кристалда зарядты өтуге қатысады, сондықтан бұл полупроводник "негативті түр" немесе "n түрі" деп аталады. Кристал электрлық жағдайында нейтраль болады, себебі протондардың және электрондардың саны тең.