N- రకం సెమీకండక్టర్ అంటే ఏమిటి: డోపింగ్ & దాని శక్తి రేఖాచిత్రం

ది సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు జి (జెర్మేనియం) మరియు సి (సిలికాన్) వంటి వాటి వాలెన్స్ షెల్ (బాహ్య షెల్) లో నాలుగు ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి. ఈ ఎలక్ట్రాన్లను ఉపయోగించడం ద్వారా సెమీకండక్టర్ అణువు, దాని ప్రక్కనే ఉన్న అణువులతో బంధాలు ఏర్పడతాయి. అదేవిధంగా, కొన్ని పదార్థాలలో వాటి వాలెన్స్ షెల్‌లో ఐదు ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి, దీనిని ఆర్సెనిక్ లేదా భాస్వరం వంటి పెంటావాలెంట్ పదార్థాలు అంటారు. కాబట్టి ఈ పదార్థాలను ప్రధానంగా n- రకం సెమీకండక్టర్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. నాలుగు-ఎలక్ట్రాన్ మలినాలు ప్రక్కనే ఉన్న సిలికాన్ అణువులను ఉపయోగించి బంధాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. కాబట్టి ఇది ఒక ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ను వదిలివేస్తుంది మరియు ఫలిత పదార్థం సంఖ్యను కలిగి ఉంటుంది. ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల. ఎలక్ట్రాన్లు -వీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు అయినప్పుడు, ఆ పదార్థాన్ని n- రకం సెమీకండక్టర్ అంటారు. ఈ వ్యాసం n- రకం సెమీకండక్టర్ యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది.

N- రకం సెమీకండక్టర్ అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: N- రకం సెమీకండక్టర్ పదార్థం ఉపయోగించబడుతుంది ఎలక్ట్రానిక్స్ Si మరియు Ge వంటి సెమీకండక్టర్‌కు అశుద్ధతను జోడించడం ద్వారా ఇది ఏర్పడుతుంది, దీనిని n- రకం సెమీకండక్టర్ అంటారు. ఇక్కడ సెమీకండక్టర్‌లో ఉపయోగించే దాత మలినాలు ఆర్సెనిక్, భాస్వరం, బిస్మత్, యాంటిమోనీ మొదలైనవి. పేరు సూచించినట్లుగా, ఒక దాత సెమీకండక్టర్‌కు ఉచిత ఎలక్ట్రాన్‌లను ఇస్తాడు. ఇలా చేయడం ద్వారా, పదార్థంలో ప్రసరణ కోసం ఎక్కువ ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఏర్పడతాయి.

N- రకం సెమీకండక్టర్ ఉదాహరణలు Sb, P, Bi మరియు As. ఈ పదార్థాలలో వాటి బయటి షెల్‌లో ఐదు ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. నాలుగు ఎలక్ట్రాన్లు ప్రక్కనే ఉన్న అణువులను ఉపయోగించి సమయోజనీయ బంధాలను తయారు చేస్తాయి మరియు ఐదవ ఎలక్ట్రాన్ ప్రస్తుత క్యారియర్ లాగా అందుబాటులో ఉంటుంది. కాబట్టి ఆ అశుద్ధ అణువును దాత అణువు అంటారు.

ఈ సెమీకండక్టర్‌లో, రంధ్రాలు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల కదలిక కారణంగా కరెంట్ ప్రవాహం ఉంటుంది. ఈ విధంగా, ఈ సెమీకండక్టర్‌లో మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు ఎలక్ట్రాన్లు మరియు మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు రంధ్రాలు.

ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్ డోపింగ్

N- రకం సెమీకండక్టర్ దాత అణువుతో డోప్ చేయబడుతుంది ఎందుకంటే మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు ప్రతికూల ఎలక్ట్రాన్లు. సిలికాన్ టెట్రావాలెంట్ మూలకం కాబట్టి, సాధారణ క్రిస్టల్ యొక్క నిర్మాణంలో 4 బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ల నుండి నాలుగు సమయోజనీయ బంధాలు ఉంటాయి. Si లో ఎక్కువగా ఉపయోగించే డోపాంట్లు గ్రూప్ -3 & గ్రూప్-వి ఎలిమెంట్స్.

ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్ డోపింగ్

ఇక్కడ పెంటావాలెంట్ ఎలిమెంట్స్ గ్రూప్-వి ఎలిమెంట్స్. వాటిలో 5 వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి మరియు అవి దాతగా పనిచేయడానికి అనుమతిస్తాయి. యాంటిమోని, భాస్వరం లేదా ఆర్సెనిక్ వంటి ఈ మూలకాల సంఖ్య ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేస్తుంది, తద్వారా అంతర్గత సెమీకండక్టర్ వాహకత బాగా పెరుగుతుంది. ఉదాహరణకు, బోరాన్ వంటి గ్రూప్ III మూలకంతో ఒక Si క్రిస్టల్ డోప్ చేయబడితే, అది p- రకం సెమీకండక్టర్‌ను సృష్టిస్తుంది, అయితే Si క్రిస్టల్ గ్రూప్ V ఎలిమ్‌తో డోప్ చేయబడుతుందిభాస్వరం వలె అది n- రకం సెమీకండక్టర్‌ను సృష్టిస్తుంది.

ప్రసరణ ఎలక్ట్రాన్ల ఆధిపత్యం పూర్తిగా సంఖ్య ద్వారా చేయవచ్చు. దాత ఎలక్ట్రాన్ల. అందువలన, మొత్తం సంఖ్య. ప్రసరణ ఎలక్ట్రాన్లు సంఖ్యకు సమానం. దాత సైట్ల (n≈ND). శక్తినిచ్చే దాత సైట్లు ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ప్రసరణను సమతుల్యం చేసినప్పుడు సెమీకండక్టర్ పదార్థం యొక్క ఛార్జ్ తటస్థతను కొనసాగించవచ్చు. ఒకసారి లేదు. ఎలక్ట్రాన్ల ప్రసరణ పెరుగుతుంది, అప్పుడు రంధ్రాల సంఖ్య తగ్గుతుంది.

సంబంధిత బ్యాండ్లలోని క్యారియర్ ఏకాగ్రత అసమతుల్యత రంధ్రాలు & ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. N- రకంలో, ఎలక్ట్రాన్లు మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు అయితే రంధ్రాలు మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు.

N- రకం సెమీకండక్టర్ యొక్క శక్తి రేఖాచిత్రం

ది శక్తి బ్యాండ్ ఈ సెమీకండక్టర్ యొక్క రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది. పెంటావాలెంట్ పదార్థాన్ని జోడించడం వలన ప్రసరణ బ్యాండ్‌లో ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి. క్రిస్టల్ యొక్క సమయోజనీయ బంధాలలో, ఈ ఎలక్ట్రాన్లు సరిపోవు. కానీ, ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ఏర్పరచటానికి కండక్షన్ బ్యాండ్‌లో తక్కువ సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లు అందుబాటులో ఉంటాయి. సెమీకండక్టర్‌లోని ముఖ్య అంశాలు పెంటావాలెంట్ పదార్థాన్ని జోడించడం వల్ల ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య వస్తుంది.

శక్తి రేఖాచిత్రం

గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఉష్ణ శక్తి సెమీకండక్టర్‌కు వెళుతుంది, ఆపై ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జత ఉత్పత్తి అవుతుంది. పర్యవసానంగా, తక్కువ సంఖ్యలో ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు అందుబాటులో ఉంటాయి. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు వాలెన్స్ బ్యాండ్‌లోని రంధ్రాల తర్వాత వదిలివేస్తాయి. ఇక్కడ ‘n’ అనేది ప్రతికూల పదార్థం. పెంటావాలెంట్ పదార్థం ద్వారా అందించబడిన ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య కంటే పెద్దది. రంధ్రాల.

ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్ ద్వారా కండక్షన్

ఈ సెమీకండక్టర్ యొక్క ప్రసరణ ఎలక్ట్రాన్ల వల్ల సంభవిస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్లు ఒక రంధ్రం విడిచిపెట్టినప్పుడు, స్థలం ఇతర ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా ఆకర్షించబడుతుంది. అందువల్ల రంధ్రం + vely చార్జ్డ్ గా పరిగణించబడుతుంది. కాబట్టి ఈ సెమీకండక్టర్‌లో + వెలీ చార్జ్డ్ హోల్స్ & నెగటివ్ చార్జ్డ్ ఎలక్ట్రాన్లు వంటి రెండు రకాల క్యారియర్లు ఉన్నాయి. ఎలక్ట్రాన్లను మెజారిటీ క్యారియర్లు అని పిలుస్తారు, అయితే రంధ్రాలను మైనారిటీ క్యారియర్లు అని పిలుస్తారు ఎందుకంటే రంధ్రాలతో పోల్చితే ఎలక్ట్రాన్లు సంఖ్య ఎక్కువగా ఉంటాయి.

ఒక సమయోజనీయ బంధాలు పగులగొట్టి & ఎలక్ట్రాన్లు ఒక రంధ్రం నుండి దూరమైతే, మరికొన్ని ఎలక్ట్రాన్లు దాని బంధం నుండి విడిపోయి ఈ రంధ్రం వైపు ఆకర్షితులవుతాయి. అందువల్ల రంధ్రాలు & ఎలక్ట్రాన్లు రివర్స్ దిశలలో ప్రయాణిస్తాయి. ఎలక్ట్రాన్లు బ్యాటరీ యొక్క + ve టెర్మినల్ వైపు ఆకర్షించబడతాయి, అయితే రంధ్రాలు బ్యాటరీ యొక్క -ve టెర్మినల్ వైపు ఆకర్షిస్తాయి.

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). N- రకం సెమీకండక్టర్ అంటే ఏమిటి?

సిలికాన్ వంటి సెమీకండక్టర్‌కు మలినాలను జోడించడం ద్వారా రూపొందించబడిన పదార్థం లేకపోతే జెర్మేనియంను n- రకం సెమీకండక్టర్ అంటారు.

2). ఈ సెమీకండక్టర్‌లో మెజారిటీ మరియు మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు ఏమిటి?

మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు

3). బాహ్య సెమీకండక్టర్స్ అంటే ఏమిటి?

అవి పి-టైప్ మరియు ఎన్-టైప్

4). సెమీకండక్టర్ మరియు వాటి ఉదాహరణలు ఏమిటి?

కండక్టర్ & ఇన్సులేటర్ యొక్క ఆస్తిని కలిగి ఉన్న పదార్థాన్ని సెమీకండక్టర్ అంటారు. ఉదాహరణలు సెలీనియం, సిలికాన్ & జెర్మేనియం.

5). సెమీకండక్టర్ యొక్క పని ఏమిటి?

ట్రాన్సిస్టర్లు, డయోడ్లు మరియు ఐసిలు వంటి ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను తయారు చేయడానికి ఇది ఉపయోగించబడుతుంది

అందువలన, ఇది అన్ని గురించి n- రకం సెమీకండక్టర్ యొక్క అవలోకనం . వంటి వివిధ రకాల ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల రూపకల్పనకు ఇవి ఉపయోగించబడతాయి ట్రాన్సిస్టర్లు, డయోడ్లు & IC లు (ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు) వారి విశ్వసనీయత, కాంపాక్ట్నెస్, తక్కువ ఖర్చు మరియు శక్తి సామర్థ్యం కారణంగా. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, పి-రకం సెమీకండక్టర్ అంటే ఏమిటి?