Le matériaux semi-conducteurs inclure quatre électrons dans leur couche de valence (couche externe) comme Ge (germanium) et Si (silicium). En utilisant ces électrons avec semi-conducteur atome, des liaisons peuvent être formées avec ses atomes adjacents. De même, certains matériaux comprennent cinq électrons dans leur coquille de cantonnière connue sous le nom de matériaux pentavalents comme l'arsenic ou le phosphore. Donc, ces matériaux sont principalement utilisés pour fabriquer le semi-conducteur de type n. Les impuretés à quatre électrons peuvent former la liaison en utilisant les atomes de silicium adjacents. Donc, cela laisse un électron libre et le matériau résultant comprend non. d'électrons libres. Lorsque les électrons sont des porteurs de charge –Ve, le matériau est appelé semi-conducteur de type n. Cet article présente une vue d'ensemble des semi-conducteurs de type n.
Qu'est-ce que le semi-conducteur de type N?
Définition: Un matériau semi-conducteur de type N est utilisé dans électronique et il peut être formé en ajoutant une impureté à un semi-conducteur comme Si et Ge est connu comme un semi-conducteur de type n. Ici les impuretés donneuses utilisées dans le semi-conducteur sont l'arsenic, le phosphore, le bismuth, l'antimoine, etc. Comme son nom l'indique, un donneur donne des électrons libres à un semi-conducteur. En faisant cela, plus de porteurs de charge peuvent être formés pour la conduction dans le matériau.
Le type n exemples de semi-conducteurs sont Sb, P, Bi et As. Ces matériaux comprennent cinq électrons dans leur enveloppe extérieure. Les quatre électrons feront des liaisons covalentes en utilisant les atomes adjacents et le cinquième électron sera accessible comme un porteur de courant. Donc, cet atome d'impureté est appelé un atome donneur.
Dans ce semi-conducteur, le flux de courant sera là à cause du mouvement des trous et des électrons. Ainsi, les porteurs de charge majoritaires dans ce semi-conducteur sont des électrons et les porteurs de charge minoritaires sont des trous.
Dopage des semi-conducteurs de type N
Le semi-conducteur de type n est dopé avec un atome donneur car les porteurs de charge majoritaires sont des électrons négatifs. Comme le silicium est un élément tétravalent, la structure du cristal normal comprend quatre liaisons covalentes de 4 électrons externes. Les dopants les plus fréquemment utilisés dans le Si sont les éléments du groupe III et du groupe V.
Dopage des semi-conducteurs de type N
Ici, les éléments pentavalents sont des éléments du groupe V. Ils comprennent 5 électrons de valence et ils leur permettent de travailler en tant que donneur. Le comptage de ces éléments comme l'antimoine, le phosphore ou l'arsenic donne des électrons libres de sorte que la conductivité intrinsèque du semi-conducteur sera considérablement augmentée. Par exemple, une fois qu'un cristal de Si est dopé avec un élément du groupe III comme le bore, il créera un semi-conducteur de type p mais un cristal de Si est dopé avec un élème du groupe V.Non comme le phosphore, il créera un semi-conducteur de type n.
La domination des électrons de conduction peut se faire totalement par le non. d'électrons donneurs. Ainsi, le tout non. des électrons de conduction peuvent être équivalents au non. des sites donneurs (n≈ND). La neutralité de charge du matériau semi-conducteur peut être maintenue lorsque les sites donneurs sous tension équilibrent la conduction de l'électron. Une fois le non. de la conduction des électrons est augmentée, alors le nombre de trous sera diminué.
Le déséquilibre de concentration de porteurs dans les bandes respectives peut être exprimé par le nombre de trous et d'électrons. Dans le type n, les électrons sont des porteurs de charge majoritaires tandis que les trous sont des porteurs de charge minoritaires.
Diagramme énergétique du semi-conducteur de type N
Le bande d'énergie Le diagramme de ce semi-conducteur est illustré ci-dessous. Les électrons libres existent dans la bande de conduction en raison de l'ajout du matériau pentavalent. Dans les liaisons covalentes du cristal, ces électrons ne s'adaptaient pas. Mais, un petit nombre d'électrons peut être disponible dans la bande de conduction pour former des paires électron-trou. Les points clés dans le semi-conducteur sont l'ajout de matériau pentavalent peut entraîner le nombre d'électrons libres.
Diagramme d'énergie
À température ambiante, l'énergie thermique passe au semi-conducteur, puis une paire électron-trou peut être générée. Par conséquent, un petit nombre d'électrons libres peut être disponible. Ces électrons partiront après des trous dans la bande de valence. Ici «n» est le matériau négatif lorsque le non. d'électrons libres fournis par le matériau pentavalent est plus grand que le non. de trous.
Conduction à travers un semi-conducteur de type N
La conduction de ce semi-conducteur peut être provoquée par les électrons. Lorsque les électrons quittent un trou, l'espace sera attiré par d'autres électrons. Par conséquent, le trou est considéré comme + vely chargé. Donc, ce semi-conducteur comprend deux types de porteurs comme les trous + vely chargés et les électrons chargés négativement. Les électrons sont appelés porteurs majoritaires tandis que les trous sont appelés porteurs minoritaires car les électrons sont plus nombreux que les trous.
Une fois qu'une liaison covalente se brise et que les électrons s'éloignent d'un trou, un autre électron se détache de sa liaison et est attiré vers ce trou. Par conséquent, les trous et les électrons se déplaceront dans des directions inverses. Les électrons seront attirés vers la borne + ve de la batterie tandis que les trous seront attirés vers la borne -ve de la batterie.
FAQ
1). Qu'est-ce qu'un semi-conducteur de type N?
Un matériau conçu en ajoutant des impuretés à un semi-conducteur comme le silicium sinon le germanium est connu comme un semi-conducteur de type n.
2). Quels sont les porteurs de charge majoritaires et minoritaires de ce semi-conducteur?
Les porteurs de charge majoritaires sont des électrons et les trous sont des porteurs de charges minoritaires
3). Que sont les semi-conducteurs extrinsèques?
Ils sont de type p et de type n
4). Que sont les semi-conducteurs et leurs exemples?
Un matériau qui a une propriété de conducteur et d'isolant est connu comme un semi-conducteur. Les exemples sont le sélénium, le silicium et le germanium.
5). Quelle est la fonction du semi-conducteur?
Il est utilisé pour fabriquer des composants électroniques tels que des transistors, des diodes et des circuits intégrés
Ainsi, il s'agit de un aperçu des semi-conducteurs de type n . Ceux-ci sont utilisés pour concevoir différents types d'appareils électroniques tels que transistors, diodes et CI (circuits intégrés) grâce à leur fiabilité, leur compacité, leur faible coût et leur efficacité énergétique. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'un semi-conducteur de type p?
