De halfgeleidermaterialen omvatten vier elektronen in hun valentieschil (externe schil) zoals Ge (germanium) en Si (silicium). Door deze elektronen te gebruiken met halfgeleider atoom, kunnen bindingen worden gevormd met de aangrenzende atomen. Evenzo bevatten sommige materialen vijf elektronen in hun valance-schaal die bekend staat als vijfwaardige materialen zoals arseen of fosfor. Deze materialen worden dus voornamelijk gebruikt om de n-type halfgeleider te maken. De vier elektronen onzuiverheden kunnen de binding vormen met behulp van de aangrenzende siliciumatomen. Er blijft dus één vrij elektron over en het resulterende materiaal bevat geen. van vrije elektronen. Als elektronen –Ve ladingsdragers zijn, dan staat het materiaal bekend als een n-type halfgeleider. Dit artikel bespreekt een overzicht van n-type halfgeleider.
Wat is een N-type halfgeleider?
Definitie: Een N-type halfgeleidermateriaal wordt gebruikt in elektronica en het kan worden gevormd door een onzuiverheid toe te voegen aan een halfgeleider zoals Si en Ge staat bekend als een n-type halfgeleider. Hier zijn de donorverontreinigingen die in de halfgeleider worden gebruikt, arseen, fosfor, bismut, antimoon, enz. Zoals de naam suggereert, geeft een donor vrije elektronen aan een halfgeleider. Hierdoor kunnen meer ladingsdragers worden gevormd voor geleiding in het materiaal.
Het n-type halfgeleider voorbeelden zijn Sb, P, Bi en As. Deze materialen bevatten vijf elektronen in hun buitenste schil. De vier elektronen zullen covalente bindingen maken met behulp van de aangrenzende atomen en het vijfde elektron zal toegankelijk zijn als een stroomdrager. Dus dat onzuiverheidsatoom wordt een donoratoom genoemd.
In deze halfgeleider zal de stroom vloeien door de beweging van gaten en elektronen. De meeste ladingsdragers in deze halfgeleider zijn dus elektronen en minderheidsladingsdragers zijn gaten.
N-type halfgeleider-doping
De n-type halfgeleider is gedoteerd met een donoratoom omdat de meeste ladingsdragers negatieve elektronen zijn. Aangezien silicium een vierwaardig element is, omvat de structuur van normaal kristal vier covalente bindingen van vier externe elektronen. De meest gebruikte doteermiddelen in Si zijn elementen uit groep III en groep V.
N-type halfgeleider-doping
Hier zijn vijfwaardige elementen groep-V-elementen. Ze bevatten 5 valentie-elektronen en ze laten ze toe om als donor te werken. De telling van deze elementen zoals antimoon, fosfor of arseen schenkt vrije elektronen zodat de intrinsieke halfgeleider geleidbaarheid sterk zal toenemen. Als een Si-kristal bijvoorbeeld eenmaal is gedoteerd met een Groep III-element zoals boor, dan zal het een p-type halfgeleider creëren, maar een Si-kristal wordt gedoteerd met een groep V-element.niet zoals fosfor, dan zal het een n-type halfgeleider creëren.
De overheersing van geleidingselektronen kan volledig worden gedaan via de nee. van donorelektronen. Dus de hele nee. van geleidingselektronen kan equivalent zijn aan het aantal. van donorsites (n≈ND). De ladingsneutraliteit van het halfgeleidermateriaal kan worden gehandhaafd wanneer geactiveerde donorplaatsen de geleiding van het elektron in evenwicht houden. Zodra de nee. van elektronengeleiding wordt verhoogd, dan zal het aantal gaten worden verminderd.
De onbalans van de dragerconcentratie in de respectieve banden kan worden uitgedrukt door het aantal gaten en elektronen. In het n-type zijn elektronen meerderheidsladingsdragers, terwijl de gaten minderheidsladingsdragers zijn.
Energiediagram van N-type halfgeleider
De energieband diagram van deze halfgeleider wordt hieronder getoond. De vrije elektronen zijn aanwezig in de geleidingsband door toevoeging van het vijfwaardige materiaal. In de covalente bindingen van het kristal pasten deze elektronen niet. Maar een klein aantal elektronen kan beschikbaar zijn binnen de geleidingsband om elektron-gatparen te vormen. De belangrijkste punten in de halfgeleider zijn dat het toevoegen van vijfwaardig materiaal het aantal vrije elektronen kan veroorzaken.
Energiediagram
Bij kamertemperatuur gaat de thermische energie naar de halfgeleider, waarna een elektron-gatpaar kan worden gegenereerd. Hierdoor kan een klein aantal vrije elektronen beschikbaar zijn. Deze elektronen vertrekken na gaten in de valentieband. Hier is ‘n’ het negatieve materiaal als het nee. van vrije elektronen geleverd door het vijfwaardige materiaal is groter dan de nr. gaten.
Geleiding via N-type halfgeleider
De geleiding van deze halfgeleider kan worden veroorzaakt door de elektronen. Als de elektronen een gat verlaten, wordt de ruimte aangetrokken door andere elektronen. Daarom wordt het gat als + vely geladen beschouwd. Deze halfgeleider bevat dus twee soorten dragers, zoals + sterk geladen gaten en negatief geladen elektronen. De elektronen worden meerderheidsdragers genoemd, terwijl de gaten minderheidsdragers worden genoemd omdat elektronen hoger in aantal zijn in vergelijking met gaten.
Zodra een covalente bindingen kapot gaan en de elektronen weggaan van een gat, breekt een ander elektron weg van zijn binding en wordt het aangetrokken naar dit gat. Daarom zullen de gaten en elektronen in omgekeerde richting reizen. De elektronen worden aangetrokken naar de + ve-pool van de batterij, terwijl de gaten worden aangetrokken door de -ve-pool van de batterij.
Veelgestelde vragen
1). Wat is een n-type halfgeleider?
Een materiaal dat is ontworpen door onzuiverheden toe te voegen aan een halfgeleider zoals silicium, anders germanium staat bekend als een n-type halfgeleider.
2). Wat zijn de meerderheids- en minderheidsladingsdragers in deze halfgeleider?
De meeste ladingsdragers zijn elektronen en gaten zijn minderheidsladingsdragers
3). Wat zijn extrinsieke halfgeleiders?
Ze zijn p-type en n-type
4). Wat zijn halfgeleiders en hun voorbeelden?
Een materiaal dat de eigenschap heeft van geleider en isolator, staat bekend als een halfgeleider. De voorbeelden zijn selenium, silicium en germanium.
5). Wat is de functie van halfgeleider?
Het wordt gebruikt om elektronische componenten zoals transistors, diodes en IC's te vervaardigen
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van n-type halfgeleider Deze worden gebruikt om verschillende soorten elektronische apparaten te ontwerpen, zoals transistors, diodes & IC's (geïntegreerde schakelingen) vanwege hun betrouwbaarheid, compactheid, lage kosten en energie-efficiëntie. Hier is een vraag voor u, wat is een p-type halfgeleider?
