ال مواد أشباه الموصلات تشمل أربعة إلكترونات في غلاف التكافؤ (الغلاف الخارجي) مثل Ge (الجرمانيوم) و Si (السيليكون). باستخدام هذه الإلكترونات مع أشباه الموصلات الذرة ، يمكن تكوين الروابط مع الذرات المجاورة لها. وبالمثل ، فإن بعض المواد تشتمل على خمسة إلكترونات في غلاف الستارة الخاص بها والتي تُعرف بالمواد الخماسية التكافؤ مثل الزرنيخ أو الفوسفور. لذلك يتم استخدام هذه المواد بشكل أساسي في صناعة أشباه الموصلات من النوع n. يمكن للشوائب المكونة من أربعة إلكترونات أن تشكل الرابطة باستخدام ذرات السيليكون المجاورة. لذلك يترك هذا إلكترونًا حرًا ولا تحتوي المادة الناتجة عليه. من الإلكترونات الحرة. عندما تكون الإلكترونات حاملة شحنة –Ve ، فإن المادة تُعرف باسم أشباه الموصلات من النوع n. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على أشباه الموصلات من النوع n.
ما هو نوع N- أشباه الموصلات؟
تعريف: يتم استخدام مادة أشباه الموصلات من النوع N في إلكترونيات ويمكن تشكيلها عن طريق إضافة شوائب إلى أشباه الموصلات مثل Si و Ge يُعرف باسم أشباه الموصلات من النوع n. هنا الشوائب المانحة المستخدمة في أشباه الموصلات هي الزرنيخ ، الفوسفور ، البزموت ، الأنتيمون ، إلخ .. كما يوحي الاسم ، يعطي المانح إلكترونات مجانية لأشباه الموصلات. من خلال القيام بذلك ، يمكن تشكيل المزيد من حاملات الشحنة للتوصيل داخل المادة.
النوع n أمثلة على أشباه الموصلات هي Sb و P و Bi و As. تشتمل هذه المواد على خمسة إلكترونات في غلافها الخارجي. ستصنع الإلكترونات الأربعة روابط تساهمية باستخدام الذرات المجاورة وسيكون الإلكترون الخامس متاحًا مثل الناقل الحالي. لذلك تسمى ذرة النجاسة ذرة مانحة.
في هذا أشباه الموصلات ، سيكون تدفق التيار هناك بسبب حركة الثقوب والإلكترونات. وبالتالي ، فإن حاملات الشحنة الأغلبية في هذا الموصل عبارة عن إلكترونات وحاملات الشحنة الأقلية عبارة عن ثقوب.
N- نوع أشباه الموصلات المنشطات
يتم تخدير أشباه الموصلات من النوع n بذرة مانحة لأن معظم ناقلات الشحنة عبارة عن إلكترونات سالبة. بما أن السيليكون هو عنصر رباعي التكافؤ ، فإن بنية البلورة العادية تتضمن أربعة روابط تساهمية من 4 إلكترونات خارجية. أكثر المنشطات استخدامًا في Si هي عناصر المجموعة الثالثة والمجموعة الخامسة.
N- نوع أشباه الموصلات المنشطات
هنا العناصر الخماسية التكافؤ هي عناصر المجموعة V. وهي تشمل 5 إلكترونات تكافؤ وتسمح لها بالعمل كمتبرع. يتبرع عدد هذه العناصر مثل الأنتيمون أو الفوسفور أو الزرنيخ بالإلكترونات الحرة بحيث تزداد موصلية أشباه الموصلات الجوهرية بشكل كبير. على سبيل المثال ، بمجرد مخدر بلور Si بعنصر من المجموعة الثالثة مثل البورون ، فإنه سينشئ أشباه موصلات من النوع p لكن بلورة Si مخدرة بعنصر المجموعة Vnt مثل الفوسفور ثم سيخلق أشباه الموصلات من النوع n.
يمكن السيطرة على إلكترونات التوصيل بالكامل من خلال no. من الإلكترونات المانحة. وهكذا ، فإن الكل لا. من إلكترونات التوصيل يمكن أن تكون معادلة للرقم من المواقع المانحة (n≈ND). يمكن الحفاظ على حيادية شحنة مادة أشباه الموصلات عندما توازن مواقع الجهات المانحة النشطة توصيل الإلكترون. مرة واحدة لا. يتم زيادة توصيل الإلكترونات ، ثم يتم تقليل عدد الثقوب.
يمكن التعبير عن عدم توازن تركيز الناقل في النطاقات المعنية من خلال عدد الثقوب والإلكترونات. في النوع n ، تكون الإلكترونات حاملة شحنة الأغلبية بينما الثقوب عبارة عن ناقلات شحن أقلية.
مخطط الطاقة لأشباه الموصلات من النوع N
ال فرقة الطاقة يظهر الرسم التخطيطي لأشباه الموصلات أدناه. توجد الإلكترونات الحرة في نطاق التوصيل بسبب إضافة مادة خماسية التكافؤ. في الروابط التساهمية للبلورة ، لم تكن هذه الإلكترونات مناسبة. ولكن ، يمكن أن يتوفر عدد صغير من الإلكترونات داخل نطاق التوصيل لتشكيل أزواج ثقب الإلكترون. النقاط الرئيسية في أشباه الموصلات تضيف مادة خماسية التكافؤ يمكن أن تسبب عدد الإلكترونات الحرة.
مخطط الطاقة
في درجة حرارة الغرفة ، تنتقل الطاقة الحرارية إلى أشباه الموصلات ، ومن ثم يمكن توليد زوج من الثقوب الإلكترونية. وبالتالي ، يمكن أن يتوفر عدد قليل من الإلكترونات الحرة. ستترك هذه الإلكترونات بعد ثقوب داخل نطاق التكافؤ. هنا 'n' هي المادة السلبية عندما لا. من الإلكترونات الحرة المقدمة من خلال مادة خماسية التكافؤ أكبر من لا. من الثقوب.
التوصيل من خلال نوع N- أشباه الموصلات
يمكن أن تحدث الإلكترونات في توصيل أشباه الموصلات. عندما تترك الإلكترونات ثقبًا ، فإن الفضاء سينجذب إلى الإلكترونات الأخرى. لذلك ، تعتبر الحفرة مشحونة بشدة. لذلك يشتمل هذا الموصل على نوعين من الحاملات مثل الثقوب المشحونة بشدة والإلكترونات سالبة الشحنة. تسمى الإلكترونات ناقلات الأغلبية بينما تسمى الثقوب ناقلات الأقلية لأن عدد الإلكترونات أعلى مقارنة بالثقوب.
بمجرد تحطيم الروابط التساهمية وتحرك الإلكترونات بعيدًا عن الثقب ، ينفصل بعض الإلكترون الآخر عن روابطه وينجذب نحو هذا الثقب. لذلك ستنتقل الثقوب والإلكترونات في اتجاهات عكسية. ستنجذب الإلكترونات نحو الطرف + الخامس للبطارية بينما تنجذب الثقوب إلى الطرف الخامس للبطارية.
أسئلة وأجوبة
1). ما هو نوع أشباه الموصلات؟
مادة تم تصميمها عن طريق إضافة شوائب إلى أشباه الموصلات مثل السيليكون ، وإلا يُعرف الجرمانيوم باسم أشباه الموصلات من النوع n.
2). ما هي ناقلات شحن الأغلبية والأقلية في هذا أشباه الموصلات؟
معظم ناقلات الشحنة عبارة عن إلكترونات والثقوب عبارة عن ناقلات شحن أقلية
3). ما هي أشباه الموصلات الخارجية؟
هم من النوع p و n
4). ما هي أشباه الموصلات وأمثلة عليها؟
تُعرف المادة التي لها خاصية الموصل والعازل باسم أشباه الموصلات. والأمثلة على ذلك هي السيلينيوم والسيليكون والجرمانيوم.
5). ما هي وظيفة أشباه الموصلات؟
يتم استخدامه لتصنيع المكونات الإلكترونية مثل الترانزستورات والثنائيات والدوائر المتكاملة
وبالتالي ، هذا كل شيء عن نظرة عامة على أشباه الموصلات من النوع n . تستخدم هذه لتصميم أنواع مختلفة من الأجهزة الإلكترونية مثل الترانزستورات الثنائيات و الدوائر المتكاملة (الدوائر المتكاملة) نظرًا لموثوقيتها ، والاكتناز ، والتكلفة المنخفضة ، وكفاءة الطاقة. إليك سؤال لك ، ما هو نوع أشباه الموصلات من النوع p؟
