పి-రకం సెమీకండక్టర్ అంటే ఏమిటి: డోపింగ్ & ఇట్స్ ఎనర్జీ రేఖాచిత్రం

ది పిఎన్-జంక్షన్ డయోడ్ p- రకం మరియు n- రకం వంటి రెండు సెమీకండక్టర్ పదార్థాల యొక్క రెండు ప్రక్కనే ఉన్న భాగాలతో రూపొందించబడింది. ఈ పదార్థాలు సెమీకండక్టర్స్ పరమాణు మలినాలతో సహా Si (సిలికాన్) లేదా Ge (జెర్మేనియం) వంటివి. ఇక్కడ సెమీకండక్టర్ రకాన్ని అక్కడ ఉన్న అశుద్ధత ద్వారా నిర్ణయించవచ్చు. సెమీకండక్టర్ పదార్థాలకు మలినాలను జోడించే విధానాన్ని డోపింగ్ అంటారు. కాబట్టి మలినాలతో సహా సెమీకండక్టర్లను డోప్డ్ సెమీకండక్టర్స్ అంటారు. ఈ వ్యాసం P- రకం సెమీకండక్టర్ మరియు దాని పని యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది.

పి-రకం సెమీకండక్టర్ అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: త్రివాలెంట్ పదార్థం స్వచ్ఛమైన సెమీకండక్టర్ (Si / Ge) కు ఇచ్చిన తర్వాత దీనిని p- రకం సెమీకండక్టర్ అంటారు. ఇక్కడ, అల్పమైన పదార్థాలు బోరాన్, ఇండియం, గాలియం, అల్యూమినియం మొదలైనవి. చాలా తరచుగా, సెమీకండక్టర్లను Si పదార్థంతో తయారు చేస్తారు, ఎందుకంటే దాని వాలెన్స్ షెల్‌లో 4 ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. పి-రకం సెమీకండక్టర్ చేయడానికి, అల్యూమినియం లేదా బోరాన్ వంటి అదనపు పదార్థాలను దీనికి జోడించవచ్చు. ఈ పదార్థాలలో వాటి వాలెన్స్ షెల్‌లో మూడు ఎలక్ట్రాన్లు మాత్రమే ఉంటాయి.

ఈ సెమీకండక్టర్లను సెమీకండక్టర్ పదార్థాన్ని డోపింగ్ చేయడం ద్వారా తయారు చేస్తారు. సెమీకండక్టర్ మొత్తంతో పోలిస్తే తక్కువ మొత్తంలో అశుద్ధత జోడించబడుతుంది. జోడించిన డోపాంట్ మొత్తాన్ని మార్చడం ద్వారా, సెమీకండక్టర్ యొక్క ఖచ్చితమైన అక్షరం మార్చబడుతుంది. ఈ రకమైన సెమీకండక్టర్‌లో, ఎలక్ట్రాన్‌లతో పోల్చితే రంధ్రాల సంఖ్య పెద్దది. బోరాన్ / గాలియం వంటి త్రివాలెంట్ మలినాలను డోలో అశుద్ధం వంటి Si లో తరచుగా ఉపయోగిస్తారు. కాబట్టి పి-రకం సెమీకండక్టర్ ఉదాహరణలు గాలియం లేకపోతే బోరాన్.

డోపింగ్

పి-టైప్ సెమీకండక్టర్‌కు వాటి లక్షణాలను మార్చడానికి మలినాలను జోడించే ప్రక్రియను పి-టైప్ సెమీకండక్టర్ డోపింగ్ అంటారు. సాధారణంగా, అల్పమైన & పెంటావాలెంట్ మూలకాల కోసం డోపింగ్‌లో ఉపయోగించే పదార్థాలు Si & Ge. కాబట్టి ఈ సెమీకండక్టర్ త్రివాలెంట్ అశుద్ధతను ఉపయోగించి అంతర్గత సెమీకండక్టర్‌ను డోప్ చేయడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది. ఇక్కడ, ‘పి’ పాజిటివ్‌ను సూచిస్తుంది, ఇక్కడ సెమీకండక్టర్‌లో రంధ్రాలు ఎక్కువగా ఉంటాయి.

పి-రకం సెమీకండక్టర్ డోపింగ్

పి-రకం సెమీకండక్టర్ నిర్మాణం

Si సెమీకండక్టర్ ఒక టెట్రావాలెంట్ మూలకం మరియు క్రిస్టల్ యొక్క సాధారణ నిర్మాణంలో 4 బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ల నుండి 4 సమయోజనీయ బంధాలు ఉంటాయి. Si లో, సమూహం III & V మూలకాలు అత్యంత సాధారణ డోపాంట్లు. గ్రూప్ III మూలకాలలో 3 బాహ్య ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి, ఇవి Si ను డోప్ చేయడానికి ఉపయోగించినప్పుడు అంగీకరించేవారిలా పనిచేస్తాయి.

ఒకసారి అంగీకరించే అణువు లోపల టెట్రావాలెంట్ Si అణువును మారుస్తుంది క్రిస్టల్ , అప్పుడు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ సృష్టించవచ్చు. ఇది ఒక రకమైన ఛార్జ్ క్యారియర్, ఇది సెమీకండక్టింగ్ పదార్థాలలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి జవాబుదారీగా ఉంటుంది.

ఈ సెమీకండక్టర్‌లోని ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడతాయి మరియు సెమీకండక్టింగ్ పదార్థాలలో ఒక అణువు నుండి మరొక అణువుకు కదులుతాయి. అంతర్గత సెమీకండక్టర్‌కు జోడించబడిన త్రివాలెంట్ ఎలిమెంట్స్ నిర్మాణంలో సానుకూల ఎలక్ట్రాన్ రంధ్రాలను సృష్టిస్తాయి. ఉదాహరణకు, బోరాన్ వంటి గ్రూప్ III మూలకాలతో డోప్ చేయబడిన a-Si క్రిస్టల్ p- రకం సెమీకండక్టర్‌ను సృష్టిస్తుంది, కాని భాస్వరం వంటి గ్రూప్ V మూలకంతో డోప్ చేయబడిన ఒక క్రిస్టల్ n- రకం సెమీకండక్టర్‌ను సృష్టిస్తుంది. మొత్తం లేదు. రంధ్రాల సంఖ్యకు సమానంగా ఉంటుంది. దాత సైట్ల (p ≈ NA). ఈ సెమీకండక్టర్ యొక్క మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు రంధ్రాలు అయితే మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఎలక్ట్రాన్లు.

పి-రకం సెమీకండక్టర్ యొక్క శక్తి రేఖాచిత్రం

పి-టైప్ సెమీకండక్టర్ ఎనర్జీ బ్యాండ్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది. లేదు. సమయోజనీయ బంధంలోని రంధ్రాలు చిన్నవిషయ మలినాన్ని జోడించడం ద్వారా క్రిస్టల్‌లో ఏర్పడతాయి. తక్కువ మొత్తం ఎలక్ట్రాన్లు ప్రసరణ బ్యాండ్‌లో కూడా అందుబాటులో ఉంటుంది.

శక్తి బ్యాండ్ రేఖాచిత్రం

ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ఏర్పరచటానికి గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉష్ణ శక్తిని Ge క్రిస్టల్ వైపుకు అందించిన తర్వాత అవి ఉత్పత్తి అవుతాయి. అయినప్పటికీ, ఎలక్ట్రాన్లతో పోలిస్తే ఎక్కువ రంధ్రాల కారణంగా చార్జ్ క్యారియర్లు కండక్షన్ బ్యాండ్‌లోని ఎలక్ట్రాన్ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి. కాబట్టి ఈ పదార్థాన్ని పి-రకం సెమీకండక్టర్ అని పిలుస్తారు, ఇక్కడ ‘పి’ + వీ పదార్థాన్ని సూచిస్తుంది.

పి-రకం సెమీకండక్టర్ ద్వారా కండక్షన్

ఈ సెమీకండక్టర్‌లో, సంఖ్యా. అల్పమైన అశుద్ధత ద్వారా రంధ్రాలు ఏర్పడతాయి. సెమీకండక్టర్కు సంభావ్య వ్యత్యాసం క్రింద చూపబడింది.

మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు వాలెన్స్ బ్యాండ్‌లో లభిస్తాయి -Ve టెర్మినల్ దిశలో ఉంటాయి. క్రిస్టల్ ద్వారా ప్రవాహం ప్రవాహం రంధ్రాల ద్వారా చేయబడినప్పుడు, ఈ రకమైన వాహకతను పి-రకం లేదా సానుకూల వాహకత అంటారు. ఈ రకమైన వాహకతలో, బయటి ఎలక్ట్రాన్లు ఒక సమయోజనీయ నుండి ఇతరులకు ప్రవహిస్తాయి.

పి-రకం యొక్క వాహకత n- రకం సెమీకండక్టర్‌కు దాదాపు తక్కువగా ఉంటుంది. పి-రకం సెమీకండక్టర్ యొక్క వాలెన్స్ బ్యాండ్‌లోని రంధ్రాలతో పోల్చినప్పుడు n- రకం సెమీకండక్టర్ యొక్క కండక్షన్ బ్యాండ్‌లో ఉన్న ఎలక్ట్రాన్లు మరింత వేరియబుల్. రంధ్రం యొక్క చలనశీలత కేంద్రకం వైపు మరింత కట్టుబడి ఉన్నప్పుడు తక్కువగా ఉంటుంది. ఎలక్ట్రాన్-హోల్ నిర్మాణం గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా చేయవచ్చు. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు చిన్న పరిమాణంలో లభిస్తాయి మరియు ఈ సెమీకండక్టర్లలో తక్కువ మొత్తంలో విద్యుత్తును కలిగి ఉంటాయి.

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). పి-రకం సెమీకండక్టర్ యొక్క ఉదాహరణ ఏమిటి?

గాలియం లేదా బోరాన్ ఒక పి-రకం సెమీకండక్టర్ యొక్క ఉదాహరణ

2). పి-టైప్‌లో మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు ఏమిటి?

రంధ్రాలు మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు

3). పి-రకం డోపింగ్ ఎలా ఏర్పడుతుంది?

గాలియం, బోరాన్, వంటి అల్పమైన మలినాలను ఉపయోగించి స్వచ్ఛమైన Si యొక్క డోపింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా ఈ సెమీకండక్టర్ ఏర్పడుతుంది.

4). అంతర్గత & బాహ్య సెమీకండక్టర్ అంటే ఏమిటి?

స్వచ్ఛమైన రూపంలో ఉన్న సెమీకండక్టర్‌ను అంతర్గత అని పిలుస్తారు మరియు వాహకతను చేయడానికి ఉద్దేశపూర్వకంగా సెమీకండక్టర్‌లో మలినాలను కలిపినప్పుడు బాహ్య అని పిలుస్తారు.

5). బాహ్య సెమీకండక్టర్ల రకాలు ఏమిటి?

అవి పి-టైప్ మరియు ఎన్-టైప్

అందువలన, ఇది అన్ని గురించి p- రకం సెమీకండక్టర్ యొక్క అవలోకనం దీని డోపింగ్, నిర్మాణం, శక్తి రేఖాచిత్రం మరియు ప్రసరణ ఉన్నాయి. ఈ సెమీకండక్టర్లను డయోడ్లు, హెటెరోజంక్షన్ మరియు హోమోజంక్షన్ వంటి లేజర్లు, సౌర ఘటాలు, బిజెటిలు, మోస్ఫెట్స్ మరియు ఎల్ఇడిల వంటి వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. పి-టైప్ మరియు ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్ల కలయికను డయోడ్ అంటారు మరియు దీనిని రెక్టిఫైయర్‌గా ఉపయోగిస్తారు. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, పి-రకం సెమీకండక్టర్ల జాబితాకు పేరు పెట్టండి?