O que é semicondutor tipo N: Doping e seu diagrama de energia

O que é semicondutor tipo N: Doping e seu diagrama de energia

O materiais semicondutores incluem quatro elétrons em sua camada de valência (camada externa) como Ge (germânio) e Si (silício). Usando esses elétrons com semicondutor átomo, ligações podem ser formadas com seus átomos adjacentes. Da mesma forma, alguns materiais incluem cinco elétrons em sua camada de valência, que são conhecidos como materiais pentavalentes, como arsênio ou fósforo. Portanto, esses materiais são usados ​​principalmente para fazer o semicondutor do tipo n. As impurezas de quatro elétrons podem formar a ligação usando os átomos de silício adjacentes. Portanto, isso deixa um elétron livre e o material resultante inclui não. de elétrons livres. Quando os elétrons são portadores de carga –Ve, o material é conhecido como semicondutor do tipo n. Este artigo descreve uma visão geral do semicondutor tipo n.



O que é semicondutor tipo N?

Definição: Um material semicondutor tipo N é usado em eletrônicos e pode ser formado pela adição de uma impureza a um semicondutor como Si e Ge, conhecido como semicondutor do tipo n. Aqui, as impurezas doadoras usadas no semicondutor são arsênio, fósforo, bismuto, antimônio, etc. Como o nome sugere, um doador dá elétrons livres para um semicondutor. Fazendo isso, mais portadores de carga podem ser formados para condução dentro do material.


O tipo n exemplos de semicondutores são Sb, P, Bi e As. Esses materiais incluem cinco elétrons em sua camada externa. Os quatro elétrons farão ligações covalentes usando os átomos adjacentes e o quinto elétron estará acessível como um portador de corrente. Portanto, esse átomo de impureza é chamado de átomo doador.





Nesse semicondutor, o fluxo de corrente estará lá por causa do movimento de buracos e elétrons. Assim, os portadores de carga majoritários neste semicondutor são elétrons e os portadores de carga minoritários são buracos.

Dopagem de semicondutor tipo N

O semicondutor do tipo n é dopado com um átomo doador porque a maioria dos portadores de carga são elétrons negativos. Como o silício é um elemento tetravalente, a estrutura do cristal normal inclui quatro ligações covalentes de 4 elétrons externos. Os dopantes mais freqüentemente usados ​​em Si são os elementos do grupo III e do grupo V.



Dopagem de semicondutor tipo N

Dopagem de semicondutor tipo N

Aqui, os elementos pentavalentes são elementos do grupo V. Eles incluem 5 elétrons de valência e permitem que trabalhem como doadores. A contagem desses elementos como antimônio, fósforo ou arsênico doa elétrons livres para que a condutividade semicondutora intrínseca seja aumentada consideravelmente. Por exemplo, uma vez que um cristal de Si é dopado com um elemento do Grupo III como o boro, ele criará um semicondutor do tipo p, mas um cristal de Si é dopado com o grupo V element como o fósforo, ele criará um semicondutor do tipo n.


O domínio dos elétrons de condução pode ser feito totalmente através do não. de elétrons doadores. Assim, todo não. de elétrons de condução pode ser equivalente ao não. de sites doadores (n≈ND). A neutralidade de carga do material semicondutor pode ser mantida quando locais doadores energizados equilibram a condução do elétron. Uma vez que o não. de condução de elétrons é aumentada, então o número de buracos será reduzido.

O desequilíbrio da concentração de portadores nas respectivas bandas pode ser expresso através do número de lacunas e elétrons. No tipo n, os elétrons são portadores de carga majoritários, enquanto os buracos são portadores de carga minoritários.

Diagrama de energia do semicondutor tipo N

O banda de energia o diagrama deste semicondutor é mostrado abaixo. Os elétrons livres estão existindo na banda de condução devido à adição do material pentavalente. Nas ligações covalentes do cristal, esses elétrons não se encaixavam. Mas, um pequeno número de elétrons pode estar disponível dentro da banda de condução para formar pares elétron-buraco. Os pontos-chave no semicondutor são a adição de material pentavalente que pode causar o número de elétrons livres.

Diagrama de Energia

Diagrama de Energia

Em temperatura ambiente, a energia térmica está passando para o semicondutor, e então um par elétron-buraco pode ser gerado. Consequentemente, um pequeno número de elétrons livres pode estar disponível. Esses elétrons sairão após buracos na banda de valência. Aqui, 'n' é o material negativo quando o não de elétrons livres fornecidos através do material pentavalente é maior do que o não. de buracos.

Condução através de semicondutor tipo N

A condução desse semicondutor pode ser causada pelos elétrons. Quando os elétrons saem de um buraco, o espaço será atraído por outros elétrons. Portanto, o orifício é considerado com carga positiva. Portanto, este semicondutor inclui dois tipos de portadores, como buracos com carga forte e elétrons com carga negativa. Os elétrons são chamados de portadores majoritários, enquanto os buracos são chamados de portadores minoritários porque os elétrons são mais numerosos em comparação com os buracos.

Assim que uma ligação covalente se quebra e os elétrons se afastam de um buraco, então algum outro elétron se separa de sua ligação e é atraído para esse buraco. Portanto, os buracos e os elétrons viajarão em direções opostas. Os elétrons serão atraídos para o terminal + ve da bateria, enquanto os orifícios são atraídos para o terminal -ve da bateria.

FAQs

1). O que é um semicondutor do tipo n?

Um material que é projetado pela adição de impurezas a um semicondutor como o silício, caso contrário, o germânio é conhecido como semicondutor do tipo n.

2). Quais são as portadoras de carga majoritárias e minoritárias neste semicondutor?

A maioria dos portadores de carga são elétrons e os buracos são portadores de carga minoritários

3). O que são semicondutores extrínsecos?

Eles são tipo p e tipo n

4). O que são semicondutores e seus exemplos?

Um material que tem uma propriedade de condutor e isolante é conhecido como semicondutor. Os exemplos são selênio, silício e germânio.

5). Qual é a função do semicondutor?

É usado para fabricar componentes eletrônicos como transistores, diodos e ICs

Portanto, isso é tudo sobre uma visão geral do semicondutor tipo n . Eles são usados ​​para projetar diferentes tipos de dispositivos eletrônicos, como transistores, diodos e ICs (circuitos integrados) devido à sua confiabilidade, compactação, baixo custo e eficiência energética. Aqui está uma pergunta para você, o que é um semicondutor do tipo p?