X’huwa l-Għas-sil PN?

X’da PN Junction?

Definizzjoni tal-PN Junction

Il-PN junction hu definit bħala interfaċċi bejn materjal semikonduċturi ta' tip p u n fil-istess kristall.

Ħolqu PN Junction

Lanqas naqra kif jiġi kkreat din il-PN junction. Hemm numru kbir ta' holes fil-materjal semikonduċturi ta' tip p u hemm numru kbir ta' elektronijiet libbri fil-materjal semikonduċturi ta' tip n.

F'dak il-materjal semikonduċturi ta' tip p, hemm numru ta' atomi ta' impurità trivalenti, u fit-tkieful, kull hole fl-materjal semikonduċturi ta' tip p huwa miftuhh ma’ ħaddiekhel minn atom ta' impurità trivalenti.

Qegħdin nużaw l-ewlen ‘ideal’ għax neghluduk l-elektronijiet u l-holes li jingħluqu termikament fil-kristall. Meta elektron jompli hole, l-atom ta' impurità assoċjat mal-hole jagħmel jon negattiv.

Għaliex issa għandu elektron extra. Waqt li l-atomi ta' impurità trivalenti jgħabdu l-elektronijiet u jagħmlu joni negattivi, l-impurità tiskonosxa bħal impurità akkettrici. L-atomi ta' impurità jiġbuhu l-istess numru ta' atomi tal-semikonduċtur fil-kristall u jipponnu lilekhom fis-struttura tal-kristall.

Din għadha tkun statici fis-struttura tal-kristall. Meta dawn l-atomi ta' impurità trivalenti jgħabdu l-elektronijiet libbri u jagħmlu joni negattivi, id-djon jiġbuhom qieset statici. F’mod simili, meta kristall tal-semikonduċtur jiġi doppjawt bl-impurità pentavalenti, kull atom tal-impurità jiġbuh atom tal-semikonduċtur fis-struttura tal-kristall; għalhekk dawn l-atomi ta' impurità jiġbuhom statici fis-struttura tal-kristall.

Kull atom ta' impurità pentavalenti fis-struttura tal-kristall għandu elektron extra fil-orbit esterni li jista’ jilħaqna sliem bħala elektron libbru. Meta jilħaq dan l-elektron, jagħmel joni pozzittiv.

Billi l-atomi ta' impurità pentavalenti jagħmlu donazzjoni ta' elektronijiet lil kristall tal-semikonduċtur, huma skonosxu bħal impurità donaturi. Dikussjaw l-atomi ta' impurità akkettrici u donaturi statici għax huma jagħmlu ruħ importanti fid-formazzjoni tal-PN junction.

Jidħolnu f’dan il-punt meta materjal semikonduċturi ta' tip p jikkontattja materjal semikonduċturi ta' tip n, l-elektronijiet libbri fl-materjal ta' tip n karib għal junction jiġbuhom lill-materjal ta' tip p għal diffużjoni għaliex il-konsenżazzjoni ta' elektronijiet libbri hija zhur fid-darja ta' tip n minn dak ta' tip p.

L-elektronijiet li jidħolu fl-area ta' tip p se jgħabdu ma’ l-holes li jasbu l-aħwa. Din tneħti li l-elektronijiet libbri mill-area ta' tip n se jgħabdu ma’ l-atomi ta' impurità akkettrici karib għal junction. Dan l-avveniment jagħmel joni negattivi.

Waqt li l-atomi ta' impurità akkettrici karib għal junction fl-area ta' tip p, jagħmlu joni negattivi, ikun hemm strata ta' joni negattivi statici fl-area ta' tip p karib għal junction.

L-elektronijiet libbri fl-area ta' tip n se jidħolu lill-area ta' tip p qabel li l-elektronijiet libbri fl-area ta' tip n ifarrgħu miċ-jiġu mill-junction. Dan jagħmel strata ta' joni pozzittivi statici fl-area ta' tip n karib għal junction.

Meta jkunu kkreati strati żgħar ta' joni pozzittivi fl-area ta' tip n u ta' joni negattivi fl-area ta' tip p, ma jkunx hemm aktar diffużjoni ta' elektronijiet mill-area ta' tip n għal area ta' tip p għaliex hemm mur negattiv qabel l-elektronijiet libbri. Dawn l-ewwel strati ta' joni jagħmlu l-PN junction.

Billi strata hi negattivament carika u l-oħra pozzittivament carika, tfutt potentjal elektriku permezz tal-junction, li jagħmel barriera ta' potentjal. Din il-barriera ta' potentjal tintendi mill-material tal-semikonduċtur, livell tad-doppjament, u temperatura.

Safra li l-potentjal tal-barriera għal semikonduċtur tal-germanju hu 0.3 volt fuq 25oC, u għal semikonduċtur tas-silġu hu 0.7 volt fuq l-istess temperaturi.

Din il-barriera ta' potentjal ma għandha ebda elektron libru jew hole għax kollu l-elektronijiet libbri jiġbuhom ma’ l-holes fi dan l-areal u għal il-deplezzjoni tal-karrieri ta' karika (elektronijiet jew holes) fi dan l-areal, huwa ukoll skonosxu bħala reġjun tad-deplezzjoni. Anki waqt li t-tiffuża ta' elektronijiet libbri u holes tagħmel stop wara tkrejta ta' deplezzjoni ta' spessor cert, pratikament din is-spiżeranza tad-deplezzjoni hi żgħira u tkun fil-linja ta' mikrometri.