Ano ang N Type Semiconductor?

Ano ang N Type Semiconductor?

Pangngalan ng N Type Semiconductor

Ang n type semiconductor ay inilalarawan bilang isang uri ng semiconductor na dinopean ng pentavalent impurities upang mapataas ang kanyang konduktibidad sa pamamagitan ng pagdaragdag ng malayang elektrono.

Bago maintindihan kung ano ang n type semiconductor, dapat nating unawain ang pangunahing siyensya ng atomo. Ang mga atomo ay may layuning magkaroon ng walong elektrono sa kanilang pinakadikit na orbit, na kilala bilang valence electrons. Hindi lahat ng atomo ay makakamit ito, ngunit lahat sila ay nagnanais na maabot ang estableng konpigurasyon na ito.

Ang mga elektrono sa pinakadikit na orbit ng atomo ay tinatawag na valence electrons. Kung ang pinakadikit na orbit ng atomo ay hindi may walong elektrono, magkakaroon ng maraming bakante depende sa kakulangan ng elektrono sa orbit. Ang mga bakante na ito ay laging handa na tanggapin ang mga elektrono upang matugunan ang walong elektrono sa pinakadikit na orbit ng atomo.

Ang mga karaniwang ginagamit na semiconductors ay silicon at germanium. Ang silicon ay may 14 elektrono na nakalinya bilang 2, 8, 4, samantalang ang germanium ay may 32 elektrono na nakalinya bilang 2, 8, 18, 4. Parehong semiconductors ay may apat na elektrono sa kanilang pinakadikit na orbit, nagiiwan ng bakante para sa apat pa na elektrono.

Ang bawat isa sa apat na valence electrons sa silicon o germanium ay bumubuo ng covalent bond kasama ang kapwa atomo, puno ang mga bakante. Sa ideal na sitwasyon, ang lahat ng valence electrons sa isang semiconductor crystal ay kasangkot sa covalent bonds, kaya dapat walang malayang elektrono sa crystal.

Ngunit hindi ito ang totoong kaso. Sa absolute 0o Kelvin, walang malayang elektrono sa crystal, ngunit kapag tumaas ang temperatura mula sa absolute zero hanggang sa temperatura ng kwarto, ang bilang ng valence electrons sa mga bond ay termally excited at lumabas mula sa bond at lumikha ng bilang ng malayang elektrono sa crystal. Ang mga malayang elektrono na ito ang nagdudulot ng konduktibidad ng semiconductor materials sa anumang temperatura na mas mataas kaysa sa absolute zero.

Mayroong paraan upang mapataas ang konduktibidad ng semiconductors sa anumang temperatura na mas mataas kaysa sa absolute zero. Ang paraan na ito ay tinatawag na doping. Sa paraang ito, ang puro o intrinsic semiconductor ay dinopean ng pentavalent impurities tulad ng antimony, arsenic, at phosphorus. Ang mga impurity atoms na ito ay pumapalit sa ilang semiconductor atoms sa crystal at okupado ang kanilang posisyon. Dahil ang mga impurity atoms ay may limang valence electrons sa pinakadikit na orbit, ang apat dito ay bubuo ng covalent bond kasama ang apat na adjacent semiconductor atoms.

Ang isang valance electron ng impurity atom ay hindi nakakakuha ng pagkakataon na sumali sa covalent bonding at naging mas loosely bounded sa parent impurity atom. Sa temperatura ng kwarto, ang mga loosely attached fifth valence electrons ng impurity atoms ay maaaring lumabas mula sa kanilang posisyon dahil sa thermal excitation.

Dahil sa phenomenon na ito, magkakaroon ng considerable number ng malayang elektrono, ngunit patuloy pa rin ang breakdowns ng covalent bonds sa crystal dahil sa thermal excitation sa temperatura ng kwarto. Ang mga malayang elektrono sa kabila ng mga malayang elektrono na nilikha dahil sa breakdown ng semiconductor to semiconductor at semiconductor to impurities covalent bonds ay nagdudulot ng total ng malayang elektrono sa crystal.

Bagaman kapag ang malayang elektrono ay nilikha sa panahon ng breakdown ng semiconductor to semiconductor covalent bond, may bakante na nililikha sa broken bond. Ang mga bakante na ito ay tinatawag na holes. Ang bawat isa sa mga holes na ito ay itinuturing na positibong katumbas ng negatibong elektrono dahil ito ay nilikha dahil sa kakulangan ng isang elektrono. Dito, ang mga elektrono ang pangunahing mobile charge carriers. Sa n-type semiconductor, magkakaroon ng parehong malayang elektrono at holes.

Ngunit mas maliit ang bilang ng holes kaysa sa elektrono dahil ang mga holes ay nilikha lamang dahil sa breakdown ng semiconductor to semiconductor covalent bond, samantalang ang mga malayang elektrono ay nilikha parehong dahil sa loosely bounded non-bonded fifth valence electron ng impurity atoms at breakdown ng semiconductor to semiconductor covalent bonds.

Kaya, ang bilang ng malayang elektrono >> bilang ng holes sa n-type semiconductor. Iyan kaya ang malayang elektrono ay tinatawag na majority carriers, at ang mga holes ay tinatawag na minority carriers sa n-type semiconductor. Dahil ang negatibong na-charged na elektrono ang pangunahing kasangkot sa paglipat ng charge sa pamamagitan ng semiconductor na ito, ito ay tinatawag na negative type o n-type semiconductor. Bagaman maraming malayang elektrono sa crystal, ito pa rin ay electrically neutral dahil ang total number ng protons at total number ng elektrono ay pantay.