ο Δίοδος σύνδεσης PN αποτελείται από δύο γειτονικά μέρη δύο ημιαγωγών υλικών όπως p-τύπου και n-type. Αυτά τα υλικά είναι ημιαγωγοί όπως Si (πυρίτιο) ή Ge (γερμάνιο), συμπεριλαμβανομένων των ατομικών ακαθαρσιών. Εδώ ο τύπος του ημιαγωγού μπορεί να προσδιοριστεί από το είδος της ακαθαρσίας εκεί. Η διαδικασία προσθήκης ακαθαρσιών σε υλικά ημιαγωγών είναι γνωστή ως ντόπινγκ. Έτσι οι ημιαγωγοί, συμπεριλαμβανομένων των ακαθαρσιών, είναι γνωστοί ως ημιαγωγοί με προσβολή. Αυτό το άρθρο ασχολείται με μια επισκόπηση ενός ημιαγωγού τύπου P και της λειτουργίας του.
Τι είναι ο ημιαγωγός τύπου P;
Ορισμός: Μόλις το τρισθενές υλικό δοθεί σε έναν καθαρό ημιαγωγό (Si / Ge) είναι γνωστό ως ημιαγωγός τύπου p. Εδώ, τα τρισθενή υλικά είναι το Βόριο, το Ίνδιο, το Γάλλιο, το Αλουμίνιο κ.λπ. Τις περισσότερες φορές, οι ημιαγωγοί κατασκευάζονται με υλικό Si καθώς περιλαμβάνει 4 ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους. Για να φτιάξετε έναν ημιαγωγό τύπου P, μπορεί να προστεθεί επιπλέον υλικό όπως αλουμίνιο ή βόριο. Αυτά τα υλικά περιλαμβάνουν μόνο τρία ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους τους.
Αυτοί οι ημιαγωγοί κατασκευάζονται μέσω νάρκωσης του υλικού ημιαγωγών. Η μικρή ποσότητα ακαθαρσίας προστίθεται σε σύγκριση με την ποσότητα του ημιαγωγού. Αλλάζοντας την ποσότητα προσθήκης που προστίθεται, ο ακριβής χαρακτήρας του ημιαγωγού θα αλλάξει. Σε αυτόν τον τύπο ημιαγωγού, ο αριθμός των οπών είναι μεγαλύτερος σε σύγκριση με τα ηλεκτρόνια. Οι τρισθενείς ακαθαρσίες όπως το βόριο / γάλλιο χρησιμοποιούνται συχνά στο Si όπως η πρόσμιξη ντόπινγκ. Έτσι, τα παραδείγματα ημιαγωγών τύπου p είναι το γάλλιο διαφορετικά το βόριο.
Ντοπάρισμα
Η διαδικασία προσθήκης ακαθαρσιών στον ημιαγωγό τύπου p για να αλλάξει τις ιδιότητές τους ονομάζεται ντόπινγκ τύπου ημιαγωγών ρ. Γενικά, τα υλικά που χρησιμοποιούνται στο ντόπινγκ για τρισθενή & πεντασθενή στοιχεία είναι Si & Ge. Έτσι, αυτός ο ημιαγωγός μπορεί να σχηματιστεί με νάρκωση ενός εσωτερικού ημιαγωγού χρησιμοποιώντας τρισθενή ακαθαρσία. Εδώ, το «P» σημαίνει θετικό, όπου οι οπές στον ημιαγωγό είναι υψηλές.
Ημιαγωγός ντόπινγκ τύπου P
Σχηματισμός ημιαγωγών τύπου P
Ο ημιαγωγός Si είναι ένα τετρασθενές στοιχείο και η κοινή δομή του κρυστάλλου περιλαμβάνει 4 ομοιοπολικούς δεσμούς από 4 εξωτερικά ηλεκτρόνια. Στο Si, τα στοιχεία της ομάδας III & V είναι τα πιο συνηθισμένα μέσα. Τα στοιχεία της ομάδας III περιλαμβάνουν 3 εξωτερικά ηλεκτρόνια που λειτουργούν σαν δέκτες όταν χρησιμοποιούνται για να διοχετεύουν το Si.
Μόλις ένα άτομο δέκτη αλλάξει ένα τετρασθενές άτομο Si μέσα το κρύσταλλο , τότε μπορεί να δημιουργηθεί μια τρύπα ηλεκτρονίων. Είναι ένα είδος φορέα φόρτισης που ευθύνεται για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος εντός ημιαγωγών υλικών.
Οι φορείς φορτίου σε αυτόν τον ημιαγωγό φορτίζονται θετικά και μετακινούνται από το ένα άτομο στο άλλο μέσα στα υλικά ημιαγωγών. Τα τρισθενή στοιχεία που προστίθενται σε έναν εσωτερικό ημιαγωγό θα δημιουργήσουν θετικές οπές ηλεκτρονίων μέσα στη δομή. Για παράδειγμα, ένας κρύσταλλος a-Si που εμπνέεται με στοιχεία της ομάδας III, όπως το βόριο, θα δημιουργήσει έναν ημιαγωγό τύπου ρ, αλλά ένας κρύσταλλος που έχει προσβληθεί με στοιχείο ομάδας V όπως ο φωσφόρος θα δημιουργήσει έναν ημιαγωγό τύπου-n. Το σύνολο όχι. των οπών μπορεί να είναι ίσο με το όχι. ιστότοπων δωρητών (p ≈ NA). Οι πλειοψηφικοί φορείς φόρτισης αυτού του ημιαγωγού είναι οπές ενώ οι φορείς φορτίου μειοψηφίας είναι ηλεκτρόνια.
Ενεργειακό διάγραμμα ημιαγωγού τύπου Ρ
Το διάγραμμα ενεργειακής ζώνης p-Type Semiconductor φαίνεται παρακάτω. Το όχι. οπών εντός του ομοιοπολικού δεσμού μπορούν να σχηματιστούν στον κρύσταλλο προσθέτοντας την τρισθενή ακαθαρσία. Λιγότερο ποσό ηλεκτρόνια θα είναι επίσης προσβάσιμο εντός της ζώνης αγωγιμότητας.
Διάγραμμα ενεργειακής ζώνης
Παράγονται όταν η θερμική ενέργεια σε θερμοκρασία δωματίου μεταφερθεί προς τον κρύσταλλο Ge για να σχηματίσουν τα ζεύγη ζευγών οπών ηλεκτρονίων. Ωστόσο, οι φορείς φόρτισης είναι υψηλότεροι από τα ηλεκτρόνια εντός της ζώνης αγωγιμότητας λόγω της πλειονότητας των οπών σε σύγκριση με τα ηλεκτρόνια. Έτσι, αυτό το υλικό είναι γνωστό ως ημιαγωγός τύπου p όπου το «p» δηλώνει το υλικό + Ve.
Αγωγιμότητα μέσω ημιαγωγού τύπου P
Σε αυτόν τον ημιαγωγό, ο αριθμός. οπών μπορούν να σχηματιστούν μέσω της τρισθενής ακαθαρσίας. Η διαφορά δυναμικού δίνεται στον ημιαγωγό φαίνεται παρακάτω.
Οι πλειοψηφικοί φορείς φόρτισης είναι διαθέσιμοι εντός της ζώνης σθένους κατευθύνονται προς την κατεύθυνση του τερματικού -Ve. Όταν η ροή του ρεύματος μέσω του κρυστάλλου γίνεται από τις οπές, τότε αυτό το είδος αγωγιμότητας ονομάζεται τύπου p ή θετική αγωγιμότητα. Σε αυτόν τον τύπο αγωγιμότητας, τα εξωτερικά ηλεκτρόνια μπορούν να ρέουν από ένα ομοιοπολικό σε άλλα.
Η αγωγιμότητα του τύπου p είναι σχεδόν μικρότερη στον ημιαγωγό τύπου-n. Τα υπάρχοντα ηλεκτρόνια εντός της ζώνης αγωγιμότητας του ημιαγωγού τύπου-n είναι πιο μεταβλητά σε σύγκριση με τις οπές στη ζώνη σθένους ενός ημιαγωγού τύπου-p. Η κινητικότητα της τρύπας είναι μικρότερη όταν είναι πιο δεσμευμένες προς τον πυρήνα. Ο σχηματισμός οπών ηλεκτρονίων μπορεί να γίνει ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτά τα ηλεκτρόνια θα είναι διαθέσιμα σε μικρές ποσότητες και θα φέρουν λιγότερη ποσότητα ρεύματος σε αυτούς τους ημιαγωγούς.
Συχνές ερωτήσεις
1). Ποιο είναι το παράδειγμα ενός ημιαγωγού τύπου p;
Το γάλλιο ή το βόριο είναι ένα παράδειγμα ημιαγωγού τύπου p
2). Ποιοι είναι οι πλειοψηφικοί φορείς χρέωσης σε τύπο p;
Οι τρύπες είναι οι μεταφορείς πλειοψηφίας
3). Πώς μπορεί να σχηματιστεί ντόπινγκ τύπου p;
Αυτός ο ημιαγωγός μπορεί να σχηματιστεί μέσω διαδικασίας ντόπινγκ καθαρού Si χρησιμοποιώντας τρισθενείς ακαθαρσίες όπως γάλλιο, βόριο κ.λπ.
4). Τι είναι ο εγγενής και εξωγενής ημιαγωγός;
Ο ημιαγωγός που είναι σε καθαρή μορφή είναι γνωστός ως εγγενής και όταν οι ακαθαρσίες προστίθενται στον ημιαγωγό σκόπιμα για να γίνει αγώγιμος είναι γνωστός ως εξωγενής.
5). Ποιοι είναι οι τύποι εξωγενών ημιαγωγών;
Είναι τύπου p και τύπου n
Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση ενός ημιαγωγού τύπου p που περιλαμβάνει το ντόπινγκ, το σχηματισμό, το ενεργειακό διάγραμμα και την αγωγιμότητά του. Αυτοί οι ημιαγωγοί χρησιμοποιούνται για την κατασκευή διαφόρων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, όπως δίοδοι, λέιζερ όπως ετεροσύνδεση και ομοιόμορφη, ηλιακά κύτταρα, BJTs, MOSFET και LED. Ο συνδυασμός ημιαγωγών τύπου p και n-τύπου είναι γνωστός ως δίοδος και χρησιμοποιείται ως ανορθωτής. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ονομάστε τη λίστα των ημιαγωγών τύπου p;
