ದಾನಕ ಮತ್ತು ಅನುವರ್ತಕ ಪ್ರಮಾಣಗಳು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ನಲ್ಲಿ

ಡೋಪಿಂಗ್ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ

ಡೋಪಿಂಗ್ ಎಂಬದು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗೆ ಅನುಕೂಲ ಪ್ರತಿಭಾವಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಅದರ ಮೇಲೆ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ.

ದೋನರ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳು

ದೋನರ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಪಂಚವಲೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುಗಳಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಅತಿರಿಕ್ತ ಸ್ವತಂತ್ರ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ n-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳು ರಚಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.

n-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್

n-ಟೈಪ್ ಅಥವಾ ದೋನರ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಸ್ಥಳಾಂತರದ ಅನುಮತಿ ಇಲ್ಲದ ಶಕ್ತಿ ವಿಚ್ಛೇದವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ದೋನರ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಚಾಲನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ತುಂಬ ಹೊರ ಯಾವುದೇ ನೂತನ ಶಕ್ತಿ ಸ್ತರಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಸ್ತರಗಳು ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ದೂರದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಗುರುತಿನಷ್ಟು ಪರಸ್ಪರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಜರ್ಮನಿಯನ್‌ನಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ವಿಚ್ಛೇದವು 0.01 eV ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಅದು 0.05 eV ಆಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ತಾಪದ ತೆಂಪರೇಚರಿನಲ್ಲಿ, ದೋನರ್ ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಐದನೇ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಾಲನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದರಿಂದ ಹೋಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

n-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ವಿಮಿತಿಯ ಹೋಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಅದೇ ತಾಪದ ತೆಂಪರೇಚರಿನಲ್ಲಿ ಅದೇ ವಿಮಿತಿಯ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೋಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ಕಾರಣವು ಅತಿರಿಕ್ತ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹೋಲ್ ಜೋಡಿಗಳ ಉತ್ಪನ್ನ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುವುದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

p-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್

ಪಂಚವಲೆಂಟ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದ್ದು ತ್ರಿವಲೆಂಟ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ನ್ನು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಅತಿರಿಕ್ತ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಹೋಗುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಅತಿರಿಕ್ತ ಹೋಲ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ತ್ರಿವಲೆಂಟ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ತ್ರಿವಲೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ನಾಲ್ಕು ವಲೆಂಟ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸುತ್ತವೆ. ತ್ರಿವಲೆಂಟ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುವಿನ ಮೂರು (3) ವಲೆಂಟ್ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮೂರು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಬಂಧ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಾಲ್ಕನೇ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಪರಮಾಣುವಿನ ಒಂದು ಬಂಧದಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಳೆದು ಹೋಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ನಿಂದ ಹೋಲ್ ಒಂದನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಕಾರಣ ತ್ರಿವಲೆಂಟ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ನಿಂದ ಅತಿರಿಕ್ತ ಹೋಲ್‌ಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಈ ಹೋಲ್‌ಗಳು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಬಹುದು, ಈ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಅಕ್ಸೆಪ್ಟರ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಾರಣ ಹೋಲ್‌ಗಳು ಸ್ವಲ್ಪ ಧನಾತ್ಮಕ ಆಧಾರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕ ಟೈಪ್ ಅಥವಾ p-ಟೈಪ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು p-ಟೈಪ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ನಿಂದ ರಚಿಸಿದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನ್ನು p-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ತ್ರಿವಲೆಂಟ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ನ್ನು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ವಲೆಂಟ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಹೊರ ಒಂದು ವಿಭಿನ್ನ ಶಕ್ತಿ ಸ್ತರವನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ವಲೆಂಟ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮತ್ತು ಈ ನೂತನ ಶಕ್ತಿ ಸ್ತರಗಳ ನಡುವಿನ ಚಿಕ್ಕ ವಿಚ್ಛೇದವು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಚಿಕ್ಕ ಬಾಹ್ಯ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ತರಕ್ಕೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಚಲಿಸಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಈ ನೂತನ ಸ್ತರಕ್ಕೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ಅದು ವಲೆಂಟ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಶೂನ್ಯತೆಯನ್ನು ಅಥವಾ ಹೋಲ್ ಒಂದನ್ನು ಉತ್ಪನ್ನಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

ನಾವು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ n-ಟೈಪ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಅತಿರಿಕ್ತ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಇದು ಹೋಲ್‌ಗಳಿಲ್ಲದೆ ಮುಂದುವರಿದೆ ಎಂದು ಅರ್ಥವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಕಾರಣ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ಗುಣಗಳ ಕಾರಣದಿಂದ ತಾಪದ ತೆಂಪರೇಚರಿನಲ್ಲಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಾ ನೈಜ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹೋಲ್ ಜೋಡಿಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. n-ಟೈಪ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ನ ಜೋಡಣೆಯಿಂದ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹೋಲ್ ಜೋಡಿಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲು ಮತ್ತು ಹೋಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಿಕಂಬಿನೇಶನ್ ಇರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, n-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ವತಂತ್ರ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೋಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, n-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರಮುಖ ಆಧಾರ ಚಾರ್ಜ್ ಕೇರಿಯರ್‌ಗಳೆಂದು ಮತ್ತು ಹೋಲ್‌ಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಆಧಾರ ಚಾರ್ಜ್ ಕೇರಿಯರ್‌ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸರಿಯಾದೃಷ್ಟೇ p-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೋಲ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರಮುಖ ಆಧಾರ ಚಾರ್ಜ್ ಕೇರಿಯರ್‌ಗಳೆಂದು ಮತ್ತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಆಧಾರ ಚಾರ್ಜ್ ಕೇರಿಯರ್‌ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಕ್ಸೆಪ್ಟರ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳು

ಅಕ್ಸೆಪ್ಟರ್ ಕಾಂಟೇಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳು ತ್ರಿವಲೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುಗಳಾಗಿದ್ದು, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗೆ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಅತಿರಿಕ್ತ ಹೋಲ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ p-ಟೈಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳು ರಚಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.