N ప్రకారం సెమికండక్టర్ ఏమిటి?

ఎన్ టైప్ సెమికండక్టర్ ఏంటి?

ఎన్ టైప్ సెమికండక్టర్ నిర్వచనం

ఎన్ టైప్ సెమికండక్టర్ అనేది విద్యుత్ శీతాణులను జోడించడం ద్వారా ఆందోళన విద్యుత్ పొందిన పంచవలెంట్ పాలిష్యమైన కారణంగా ఉంటుంది. ఇది స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులను జోడించడం ద్వారా స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులను జోడించడం ద్వారా ఆందోళన విద్యుత్ పొందిన పంచవలెంట్ పాలిష్యమైన కారణంగా ఉంటుంది.

ఎన్ టైప్ సెమికండక్టర్ ఏంటి అనే విషయం ముందుగా తెలుసుకోవడానికి, మనం ప్రాథమిక అణు విజ్ఞానంపై దృష్టి పెడాలి. అణువులు వాటి గరిష్ట భ్రమణంలో ఎనిమిది వాలెన్స్ ఇలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉండాలనుకుంటాయి. అన్ని అణువులు ఈ స్థిరమైన రూపాన్ని చేరుకోవడం కోసం ప్రయత్నిస్తాయి.

ఒక అణువు గరిష్ట భ్రమణంలో ఉన్న ఇలక్ట్రాన్లను వాలెన్స్ ఇలక్ట్రాన్లు అంటారు. ఒక అణువు గరిష్ట భ్రమణంలో ఎనిమిది ఇలక్ట్రాన్లు లేకపోతే, అణువు గరిష్ట భ్రమణంలో ఎనిమిది ఇలక్ట్రాన్లు కలిగి ఉండడానికి తెరవులు ఉంటాయి. ఈ తెరవులు ఎనిమిది ఇలక్ట్రాన్లు కలిగి ఉండడానికి తెలియబడతాయి.

సాధారణంగా ఉపయోగించే సెమికండక్టర్లు సిలికాన్ మరియు జర్మనియం. సిలికాన్ లో 14 ఇలక్ట్రాన్లు 2, 8, 4 వంటివి, జర్మనియంలో 32 ఇలక్ట్రాన్లు 2, 8, 18, 4 వంటివి. ఇరు సెమికండక్టర్లు వాటి గరిష్ట భ్రమణంలో నాలుగు ఇలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి, నాలుగు ఇలక్ట్రాన్ల తెరవులు ఉంటాయి.

సిలికాన్ లేదా జర్మనియంలో ఉన్న నాలుగు వాలెన్స్ ఇలక్ట్రాన్లు ఆసన్న అణువులతో కోవలెంట్ బంధాలను ఏర్పరచడం ద్వారా తెరవులను నింపుతాయి. ఆధ్యాత్మికంగా, సెమికండక్టర్ క్రిస్టల్లో అన్ని వాలెన్స్ ఇలక్ట్రాన్లు కోవలెంట్ బంధాలలో ఉంటాయి, కాబట్టి క్రిస్టల్లో ఏ స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులు ఉండవు.

కానీ ఇది నిజం కాదు. నిరాకార శూన్యం లో క్రిస్టల్లో ఏ స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులు ఉండవు, కానీ తాపం నిరాకార శూన్యం నుండి తాపం నుండి హాల్ తాపం వరకు పెరిగినప్పుడు, కోవలెంట్ బంధాలలో ఉన్న వాలెన్స్ ఇలక్ట్రాన్లు తాప ఉత్తేజన ద్వారా బంధాల నుండి బయటకు వచ్చి క్రిస్టల్లో స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులను ఉత్పత్తి చేసుకుంటాయి. ఈ స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులు నిరాకార శూన్యం కన్నా ఎక్కువ తాపంలో సెమికండక్టర్ పదార్థాల విద్యుత్ పరిమాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

నిరాకార శూన్యం కన్నా ఎక్కువ తాపంలో సెమికండక్టర్ల విద్యుత్ పరిమాణాన్ని పెంచడానికి ఒక విధానం ఉంది. ఈ విధానాన్ని డోపింగ్ అంటారు. ఈ విధానంలో శుద్ధ లేదా ఇంట్రిన్సిక్ సెమికండక్టర్ పంచవలెంట్ పాలిష్యమైన కారణాలతో డోపింగ్ చేయబడుతుంది. ఈ పాలిష్యమైన కారణాలు స్టిబ్నియం, ఆర్సెనిక్, ఫాస్ఫోరస్ వంటివి. ఈ పాలిష్యమైన అణువులు క్రిస్టల్లో కొన్ని సెమికండక్టర్ అణువులను మార్చి వాటి స్థానాలను తెచ్చుకుంటాయి. ఈ పాలిష్యమైన అణువులు గరిష్ట భ్రమణంలో ఐదు వాలెన్స్ ఇలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి, వాటిలో నాలుగు ఇలక్ట్రాన్లు నాలుగు ఆసన్న సెమికండక్టర్ అణువులతో కోవలెంట్ బంధాలను ఏర్పరచడం ద్వారా తెరవులను నింపుతాయి.

పాలిష్యమైన అణువుల వాలెన్స్ ఇలక్ట్రాన్లలో ఒకటి కోవలెంట్ బంధాలలో పాల్గొనడానికి అవకాశం లేదు, అది తల్లి పాలిష్యమైన అణువుతో కంటికి కమ్మించి ఉంటుంది. హాల్ తాపం వద్ద, ఈ కమ్మించిన ఐదవ వాలెన్స్ ఇలక్ట్రాన్లు తాప ఉత్తేజన ద్వారా తాము ఉన్న స్థానం నుండి బయటకు వచ్చేవి.

ఈ ప్రక్రియ వల్ల, క్రిస్టల్లో ఒక పెద్ద సంఖ్యలో స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులు ఉంటాయి, కానీ హాల్ తాపం వద్ద తాప ఉత్తేజన ద్వారా కోవలెంట్ బంధాలు తిరిగి ప్రారంభమవుతాయి. కోవలెంట్ బంధాలు తిరిగి ప్రారంభమవుతున్నప్పుడు సెమికండక్టర్ నుండి సెమికండక్టర్ మరియు సెమికండక్టర్ నుండి పాలిష్యమైన కారణాల మధ్య ఉండే స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులు క్రిస్టల్లో ఉత్పత్తి చేసుకుంటాయి.

ఒక కోవలెంట్ బంధం తిరిగి ప్రారంభమవుతున్నప్పుడు, ఆ బంధంలో ఒక తెరవు ఉంటుంది. ఈ తెరవులను హోల్స్ అంటారు. ఈ హోల్స్ ఒక నెగెటివ్ ఇలక్ట్రాన్ యొక్క పోసిటివ్ సమానంగా ఉంటాయి, కారణం వాటి ఉత్పత్తి ఒక ఇలక్ట్రాన్ లేకుండా ఉంటుంది. ఇక్కడ ఇలక్ట్రాన్లు ప్రధాన మొబైల్ చార్జ్ క్రియాకర్తలు. ఎన్ టైప్ సెమికండక్టర్లో స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులు మరియు హోల్స్ ఉంటాయి.

కానీ హోల్స్ యొక్క సంఖ్య ఇలక్ట్రాన్ల కంటే చాలా తక్కువ ఉంటుంది, ఎందుకంటే హోల్స్ కోవలెంట్ బంధాల తిరిగి ప్రారంభమవడం వల్ల మాత్రమే ఉత్పత్తి చేసుకుంటాయి, కానీ స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులు పాలిష్యమైన అణువుల యొక్క కమ్మించిన ఐదవ వాలెన్స్ ఇలక్ట్రాన్ల మరియు కోవలెంట్ బంధాల తిరిగి ప్రారంభమవడం వల్ల ఉత్పత్తి చేసుకుంటాయి.

కాబట్టి, ఎన్ టైప్ సెమికండక్టర్లో స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణుల సంఖ్య >> హోల్స్ యొక్క సంఖ్య. అది ఎందుకంటే స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులను మెజరిటీ క్రియాకర్తలు, హోల్స్ మైనారిటీ క్రియాకర్తలు అంటారు. నెగెటివ్ లోడ్ ఉన్న ఇలక్ట్రాన్లు ముఖ్యంగా ఈ సెమికండక్టర్ ద్వారా చార్జ్ మార్పిడిని చేసుకుంటాయి, కాబట్టి ఇది నెగెటివ్ టైప్ లేదా ఎన్ టైప్ సెమికండక్టర్ అంటారు. క్రిస్టల్లో చాలా స్వాతంత్ర్యంతో విద్యుత్ శీతాణులు ఉన్నాయి, కానీ ఇది విద్యుత్ రూపంలో నిర్ధారితంగా ఉంటుంది, కారణం ప్రోటాన్ల మొత్తం సంఖ్య మరియు ఇలక్ట్రాన్ల మొత్తం సంఖ్య సమానం.