X’huwa l-N Type Semiconductor?

X’hi huwa l-N Type Semiconductor?

Definizzjoni ta’ l-N Type Semiconductor

Il-semiconduttur ta’ tip N huwa definut bħala tip ta’ semiconduttur li ġie imballunġit (doped) b’difetti pentavalenti biex jżid il-konduċtività tiegħu billi jiżdied elektroni libri.

Qabel ma nifhem x’huwa l-semiconduttur ta’ tip N, għandna nifoksu fuq is-silġ tal-ġenba tas-silġ atomika. L-atomiji jassogħu li jagħmlu otto elektronijiet fl-orbita esterni tagħhom, magħrufa bħala elektronijiet valenza. Mhux kull atom jirriċċeva dan, iżda kollox jsibu l-konfigurazzjoni stabbli.

L-elektronijiet fl-orbita esterni ta’ atom jiġu mgħarfa bħala elektronijiet valenza. Jekk l-orbita esterni ta’ atom ma jkollu l-otto elektronijiet, ikun hemm postijiet vojanti tant bħal numru tal-elektronijiet li qed injabdu fil-orbita. Dawn il-postijiet vojanti huma dejjem preżi biex jisfaħħlu l-otto elektronijiet fl-orbita esterni ta’ l-atom.

Is-semicondutturi l-iżjed komuni huma is-silġju u l-ġermanju. Is-silġju għandu 14 elektronji organizzati bħala 2, 8, 4, waqt li l-ġermanju għandu 32 elektronji organizzati bħala 2, 8, 18, 4. Kedda semicondutturi għandhom erbgħa elektronji fl-orbita esterni, li jaraftu postijiet għal erbgħa aktar elektronijiet.

Kull minn id-daqqa elektrovalenza fis-silġju jew fit-ġermanju jiffurma bond kovalenti mal-atomijiet ħdik, ifil postijiet vojanti. Idealment, kull daqqa valenza fil-kristall tal-semiconduttur tkun involuta f’bond kovalenti, għalhekk ma jkunx hemm elektronijiet libri fil-kristall.

Iżda dan mhux is-silġ reali. Fil-temperatura assoluta 0o Kelvin ma jkunx hemm elektronijiet libri fil-kristall, iżda meta t-tempetatura tissolvi mill-0 assoluta sal-temperatura tal-għarbi, in-numru tal-daqqejiet valenza fil-bond jiġu stimulati termikament u jaqsmu mill-bond u jiġeneraw in-numru ta’ elektronijiet libri fil-kristall. Dawn l-elektronijiet libri jiċċawzaw il-konduċtività tal-materiali semicondutturi għal kull temperaturta inqas minn 0 assoluta.

Hemm metodu biex jiżdied il-konduċtività tas-semicondutturi għal kull temperaturta inqas minn 0 assoluta. Dan il-metodu jiġi mgħaraf bħala doping. Fl-immetodu din, is-semiconduttur puro jew intrinsiċ jiġi imballunġit (doped) mid-difetti pentavalenti kif l-antimonju, l-arseniċ u l-fosforu. Dawn l-atomijiet tad-defett jirrapplika xi atomijiet tas-semiconduttur fil-kristall u jokkupaw l-postijiet tagħhom. Bħala rrisultat ta’ dik li l-atomijiet tad-defett għandhom erbgħa daqqejiet valenza fl-orbita esterni, erbgħa minnhom jiġu kkrejt bond kovalenti mal-erbgħa atomijiet tas-semiconduttur ħdik.

L-erbgha daqqa valenza tad-defett ma tinsab l-ġodda li tkun involuta f’bond kovalenti u tibda tkun akkoppjata wkoll. Fit-temperatura tal-għarbi, dawn l-erbgha daqqa valenza tad-defett jistgħu jipproċedew mill-pozizzjoni tagħhom għall-stimulazzjoni termika.

Bħal risultat ta’ dan, ikun hemm numru konsiderevoli ta’ elektronijiet libri, iżda għalhekk ikun hemm spezzaturi ta’ bond kovalenti fil-kristall għall-stimulazzjoni termika fit-temperatura tal-għarbi. L-elektronijiet libri, fil-ħin addizzjonali, jikkrejaw mill-spezzaturi tal-bond kovalenti bejn semiconduttur u semiconduttur, u bejn semiconduttur u difett, jiċċawzaw it-tot tal-elektronijiet libri fil-kristall.

Fl-aħħar, meta tikseb l-ħolqan fit-timed mill-spezzaturi tal-bond kovalenti bejn semiconduttur u semiconduttur, ikun hemm spazju vojant fil-bond spezzat. Dawn is-spazji vojanti jiġu mgħarfa bħala ħolqan. Kull minn dawn l-ħolqan tiġi mgħarfa bħala ekvivalent pożittiv ta’ elektron negattiv għax tiġi mniexija għall-mankanza ta’ elektron. Hawn, l-elektronijiet huma l-prinċipali karrieri tal-karika mobbili. Fis-semiconduttur ta’ tip N ikun hemm elektronijiet libri u ħolqan.

Iżda in-numru ta’ ħolqan huwa żgħir ħafna mill-innumru ta’ elektronijiet għax l-ħolqan tikunu mniexija biss għall-spezzaturi tal-bond kovalenti bejn semiconduttur u semiconduttur, waqt li l-elektronijiet libri tikunu mniexija mill-erbgha daqqa valenza tad-defett mhux involuta f’bond u għall-spezzaturi tal-bond kovalenti bejn semiconduttur u semiconduttur.

Għalhekk, in-numru ta’ elektronijiet libri >> in-numru ta’ ħolqan fis-semiconduttur ta’ tip N. Dingli dan, l-elektronijiet libri jiġu mgħarfa bħala karrieri maggioritarji, u l-ħolqan jiġu mgħarfa bħala karrieri minoritarji fis-semiconduttur ta’ tip N. Minkejja li hemm ħafna elektronijiet libri fil-kristall, għadu neutrali elektrikament għax in-numru totali ta’ protoni u in-numru totali ta’ elektronijiet huma ugwal.