సెమికాండక్టర్లో దానర్ మరియు అక్సెప్టర్ విషమాలు

దోపింగ్ నిర్వచనం

దోపింగ్ అనేది సెమికాండక్టర్‌లో వైఫల్యాలను జోడించడం ద్వారా దాని కణాంతరణ లక్షణాలను మార్చడం.

దోనర్ వైఫల్యాలు

దోనర్ వైఫల్యాలు సెమికాండక్టర్‌లో జోడించబడున్న పంచవాలెంట్ ఎటమ్స్, అది అదనపు ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్లను చేర్చుతుంది, n-టైప్ సెమికాండక్టర్లను రచిస్తుంది.

n-టైప్ సెమికాండక్టర్

n-టైప్ లేదా దోనర్ వైఫల్యాలను సెమికాండక్టర్‌లో జోడించడం వల్ల, లాట్టిస్ రచనాలో నిషేధిత శక్తి వ్యత్యాసం తగ్గుతుంది. దోనర్ ఎటమ్స్ కండక్షన్ బాండ్ క్షణికంగా క్షణికంగా కొత్త శక్తి స్థాయిలను చేర్చుతాయి. ఈ స్థాయిలు విభజితంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే వైఫల్య ఎటమ్స్ దూరంలో ఉంటాయి మరియు తక్కువ పరస్పర ప్రభావం ఉంటుంది. జర్మనియంలో శక్తి వ్యత్యాసం 0.01 eV, మరియు సిలికన్లో అది 0.05 eV అయి ఉంటుంది తాపం వద్ద. అందువల్ల, తాపం వద్ద, దోనర్ ఎటమ్స్ నుండి ఐదవ ఎలక్ట్రాన్ కండక్షన్ బాండ్‌లోకి వెళుతుంది. ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య పెరిగింది, అందువల్ల హోల్స్ తక్కువ ఉంటాయి.

n-టైప్ సెమికాండక్టర్‌లో ఒక యూనిట్ వాల్యూమ్ లో హోల్స్ సంఖ్య అదే తాపం వద్ద అదే యూనిట్ వాల్యూమ్ లో ఇన్ట్రిన్సిక్ సెమికాండక్టర్ కంటే తక్కువ ఉంటుంది. ఇది అదనపు ఎలక్ట్రాన్ల వలన ఉంటుంది, మరియు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతల పునర్సంయోజన దరం ప్రస్తుతం లేదా ఇన్ట్రిన్సిక్ సెమికాండక్టర్ కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది.

p-టైప్ సెమికాండక్టర్

పంచవాలెంట్ వైఫల్యం కంటే త్రివాలెంట్ వైఫల్యం ఇన్ట్రిన్సిక్ సెమికాండక్టర్‌లో జోడించబడినట్లయితే, అదనపు ఎలక్ట్రాన్ల బదులు క్రిస్టల్లో అదనపు హోల్స్ ఉంటాయి. ఎందుకంటే త్రివాలెంట్ వైఫల్యం సెమికాండక్టర్ క్రిస్టల్‌లో జోడించబడినప్పుడు, త్రివాలెంట్ ఎటమ్స్ చ్యార్జ్ కొన్ని టెట్రావాలెంట్ సెమికాండక్టర్ ఎటమ్స్ ను ప్రతిస్థాపిస్తాయి. త్రివాలెంట్ వైఫల్యం ఎటమ్స్ యొక్క మూడు (3) వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు మూడు ప్రాంతీయ సెమికాండక్టర్ ఎటమ్స్ తో బాండ్ చేస్తాయి. అందువల్ల, నాల్గవ ప్రాంతీయ సెమికాండక్టర్ ఎటమ్ యొక్క ఒక బాండ్లో ఎలక్ట్రాన్ లేకుండా ఉంటుంది, ఇది క్రిస్టల్లోకి ఒక హోల్ చేరుతుంది. త్రివాలెంట్ వైఫల్యాలు సెమికాండక్టర్ క్రిస్టల్‌లో అదనపు హోల్స్ చేరుతాయి, మరియు ఈ హోల్స్ ఎలక్ట్రాన్లను గ్రహించవచ్చు, కాబట్టి ఈ వైఫల్యాలను అక్సెప్టర్ వైఫల్యాలుగా పిలుస్తారు. హోల్స్ విరుద్ధంగా ధనాత్మక చార్జ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, అందువల్ల ఈ వైఫల్యాలను పాజిటివ్-టైప్ లేదా p-టైప్ వైఫల్యాలుగా పిలుస్తారు, మరియు p-టైప్ వైఫల్యాలు ఉన్న సెమికాండక్టర్‌ను p-టైప్ సెమికాండక్టర్ అని పిలుస్తారు.

త్రివాలెంట్ వైఫల్యాలను సెమికాండక్టర్‌లో జోడించడం వల్ల, వాలెన్స్ బాండ్ క్షణికంగా క్షణికంగా కొత్త శక్తి స్థాయి ఉంటుంది. వాలెన్స్ బాండ్ మరియు ఈ కొత్త శక్తి స్థాయి మధ్య చిన్న వ్యత్యాసం ఉంటుంది, ఇది ఎలక్ట్రాన్లను చిన్న బాహ్య శక్తి ద్వారా ఎంతో ఎక్కువ స్థాయికి చలించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్ ఈ కొత్త స్థాయికి చలించినప్పుడు, అది వాలెన్స్ బాండ్‌లో ఒక ఖాళీ లేదా హోల్ మిగిలిపోతుంది.

మనం సెమికాండక్టర్‌లో n-టైప్ వైఫల్యాలను జోడించినప్పుడు, క్రిస్టల్లో అదనపు ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి, కానీ ఇది హోల్స్ లేనిది అని అర్థం చేసుకోవాలంటే కాదు. సెమికాండక్టర్ యొక్క ఇన్ట్రిన్సిక్ స్వభావం వల్ల, తాపం వద్ద సెమికాండక్టర్‌లో ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు ఉంటాయి. n-టైప్ వైఫల్యాలను జోడించడం వల్ల, ఎలక్ట్రాన్లు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలకు జోడించబడతాయి, మరియు అదనపు పునర్సంయోజన వల్ల హోల్స్ సంఖ్య తగ్గుతుంది. అందువల్ల, n-టైప్ సెమికాండక్టర్‌లో మొత్తం నెగెటివ్ చార్జ్ క్రియాశీలాలు లేదా ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య హోల్స్ కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది. అందువల్ల n-టైప్ సెమికాండక్టర్‌లో, ఎలక్ట్రాన్లను మెజరిటీ చార్జ్ క్రియాశీలాలుగా పిలుస్తారు, మరియు హోల్స్‌ని మైనారిటీ చార్జ్ క్రియాశీలాలుగా పిలుస్తారు. అదే విధంగా p-టైప్ సెమికాండక్టర్‌లో, హోల్స్‌ని మెజరిటీ చార్జ్ క్రియాశీలాలుగా మరియు ఎలక్ట్రాన్లను మైనారిటీ చార్జ్ క్రియాశీలాలుగా పిలుస్తారు.

అక్సెప్టర్ వైఫల్యాలు

అక్సెప్టర్ వైఫల్యాలు సెమికాండక్టర్‌లో జోడించబడున్న త్రివాలెంట్ ఎటమ్స్, అది అదనపు హోల్స్ చేరుతుంది, p-టైప్ సెమికాండక్టర్లను రచిస్తుంది.