Πώς θα μπορούσε να παραχθεί ένας ημιαγωγός τύπου n από καθαρό γερμανικό;
Κατανόηση των βασικών
* Pure Germanium: Το Pure Germanium είναι ημιαγωγός, που σημαίνει ότι έχει αγωγιμότητα μεταξύ εκείνης ενός αγωγού και ενός μονωτήρα. Τα άτομα του έχουν 4 ηλεκτρόνια σθένους.
* ημιαγωγός τύπου N: Ένας ημιαγωγός τύπου Ν έχει περίσσεια ελεύθερων ηλεκτρονίων, καθιστώντας ευκολότερη τη ροή της ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η περίσσεια επιτυγχάνεται από το ντόπινγκ.
* Doping: Το ντόπινγκ είναι η διαδικασία προσθήκης ακαθαρσιών σε υλικό ημιαγωγού για να αλλάξει τις ηλεκτρικές του ιδιότητες.
Δημιουργία ημιαγωγού τύπου Ν
1. Επιλέξτε το dopant: Για να δημιουργήσετε έναν ημιαγωγό τύπου Ν, χρειάζεστε ένα dopant με Electrons Five Valence . Τα κοινά dopants για το γερμανικό περιλαμβάνουν:
* αρσενικό (as)
* Αντιμόνιο (SB)
* φωσφόρος (p)
2. Εισαγωγή του dopant: Μπορείτε να εισαγάγετε το dopant στο κρύσταλλο γερμανίου με μερικούς τρόπους:
* διάχυση: Ζεσταίνετε το κρύσταλλο γερμανίου παρουσία του ντόπιου. Τα άτομα του ντόπιου θα διαχέονται στο κρυσταλλικό πλέγμα.
* εμφύτευση ιόντων: Χρησιμοποιήστε μια δέσμη ιόντων (φορτισμένων ατόμων) του ντόπιου για να βομβαρδίσετε την επιφάνεια της γερουσίας. Αυτή η διαδικασία εμφυτεύει άμεσα τα άτομα του ντόπιου στην κρυσταλλική δομή.
3. Ενσωμάτωση dopant: Τα άτομα του ντοπαίσματος αντικαθιστούν μερικά από τα άτομα γερμανίου στο κρυσταλλικό πλέγμα. Δεδομένου ότι το dopant έχει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο σθένους, δωρίζει αυτό το ηλεκτρόνιο στον κρύσταλλο. Αυτό δημιουργεί ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο που μπορεί να κινηθεί μέσω του υλικού, αυξάνοντας την αγωγιμότητα.
Οπτικοποίηση:
Φανταστείτε το κρύσταλλο γερμανίου ως πλέγμα ατόμων που συνδέονται με ομόλογα. Όταν εισάγετε ένα άτομο αρσενικού (για παράδειγμα), σχηματίζει τέσσερις δεσμούς με άτομα γύρω από το γερμανικό, αλλά έχει επίσης ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο που δεν συμμετέχει στη συγκόλληση. Αυτό το επιπλέον ηλεκτρόνιο γίνεται ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο, αυξάνοντας την αγωγιμότητα του υλικού.
αποτέλεσμα:
Το doped Germanium Crystal έχει τώρα υψηλότερη συγκέντρωση ελεύθερων ηλεκτρονίων από το καθαρό γερμανικό. Αυτό το καθιστά ημιαγωγό τύπου Ν.
Βασικά σημεία:
* Η συγκέντρωση των ατόμων του ντόπιου καθορίζει την αγωγιμότητα του ημιαγωγού τύπου Ν. Τα υψηλότερα επίπεδα ντόπινγκ σημαίνουν περισσότερα ελεύθερα ηλεκτρόνια και υψηλότερη αγωγιμότητα.
* Οι ημιαγωγοί τύπου Ν είναι κρίσιμοι σε πολλές ηλεκτρονικές συσκευές, συμπεριλαμβανομένων των τρανζίστορ, των διόδων και των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
