என்-வகை செமிகண்டக்டர் என்றால் என்ன: டோப்பிங் & அதன் ஆற்றல் வரைபடம்

தி குறைக்கடத்தி பொருட்கள் ஜீ (ஜெர்மானியம்) மற்றும் எஸ்ஐ (சிலிக்கான்) போன்ற வேலன்ஸ் ஷெல்லில் (வெளிப்புற ஷெல்) நான்கு எலக்ட்ரான்கள் அடங்கும். உடன் இந்த எலக்ட்ரான்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் குறைக்கடத்தி அணு, பிணைப்புகளை அதன் அருகிலுள்ள அணுக்களுடன் உருவாக்கலாம். இதேபோல், சில பொருட்களில் அவற்றின் எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் வேலன்ஸ் ஷெல்லில் ஆர்சனிக் அல்லது பாஸ்பரஸ் போன்ற பென்டாவலண்ட் பொருட்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. எனவே இந்த பொருட்கள் முக்கியமாக n- வகை குறைக்கடத்தியை உருவாக்க பயன்படுகின்றன. நான்கு எலக்ட்ரான் அசுத்தங்கள் அருகிலுள்ள சிலிக்கான் அணுக்களைப் பயன்படுத்தி பிணைப்பை உருவாக்க முடியும். எனவே இது ஒரு இலவச எலக்ட்ரானை விட்டுச்செல்கிறது, இதன் விளைவாக பொருள் இல்லை. இலவச எலக்ட்ரான்கள். எலக்ட்ரான்கள் -வி சார்ஜ் கேரியர்களாக இருக்கும்போது, ​​பொருள் ஒரு n- வகை குறைக்கடத்தி என அழைக்கப்படுகிறது. இந்த கட்டுரை n- வகை குறைக்கடத்தியின் கண்ணோட்டத்தை விவாதிக்கிறது.

என் வகை செமிகண்டக்டர் என்றால் என்ன?

வரையறை: ஒரு N- வகை குறைக்கடத்தி பொருள் பயன்படுத்தப்படுகிறது மின்னணுவியல் Si மற்றும் Ge போன்ற ஒரு குறைக்கடத்திக்கு ஒரு தூய்மையற்ற தன்மையைச் சேர்ப்பதன் மூலம் இது உருவாக்கப்படலாம், இது n- வகை குறைக்கடத்தி என அழைக்கப்படுகிறது. இங்கே குறைக்கடத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் நன்கொடையாளர் அசுத்தங்கள் ஆர்சனிக், பாஸ்பரஸ், பிஸ்மத், ஆண்டிமனி போன்றவை. பெயர் குறிப்பிடுவது போல, ஒரு நன்கொடையாளர் ஒரு குறைக்கடத்திக்கு இலவச எலக்ட்ரான்களை வழங்குகிறார். இதைச் செய்வதன் மூலம், பொருளுக்குள் கடத்துவதற்கு அதிக கட்டண கேரியர்களை உருவாக்க முடியும்.

N- வகை குறைக்கடத்தி எடுத்துக்காட்டுகள் Sb, P, Bi, மற்றும் As. இந்த பொருட்களில் அவற்றின் வெளிப்புற ஷெல்லில் ஐந்து எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன. நான்கு எலக்ட்ரான்கள் அருகிலுள்ள அணுக்களைப் பயன்படுத்தி கோவலன்ட் பிணைப்புகளை உருவாக்கும் மற்றும் ஐந்தாவது எலக்ட்ரான் தற்போதைய கேரியரைப் போல அணுகும். எனவே அந்த தூய்மையற்ற அணுவை நன்கொடை அணு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த குறைக்கடத்தியில், துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் காரணமாக மின்னோட்டத்தின் ஓட்டம் இருக்கும். எனவே, இந்த குறைக்கடத்தியில் பெரும்பான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள் துளைகள்.

என்-வகை செமிகண்டக்டர் டோப்பிங்

N- வகை குறைக்கடத்தி ஒரு நன்கொடை அணுவுடன் அளவிடப்படுகிறது, ஏனெனில் பெரும்பான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள் எதிர்மறை எலக்ட்ரான்கள். சிலிக்கான் ஒரு டெட்ராவலண்ட் உறுப்பு என்பதால், சாதாரண படிகத்தின் கட்டமைப்பில் 4 வெளிப்புற எலக்ட்ரான்களிலிருந்து நான்கு கோவலன்ட் பிணைப்புகள் உள்ளன. Si இல் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படும் டோபண்டுகள் குழு -3 & குழு-வி கூறுகள்.

என்-வகை செமிகண்டக்டர் டோப்பிங்

இங்கே பென்டாவலண்ட் கூறுகள் குழு-வி கூறுகள். அவற்றில் 5 வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, மேலும் அவை நன்கொடையாளராக வேலை செய்ய அனுமதிக்கின்றன. ஆண்டிமனி, பாஸ்பரஸ் அல்லது ஆர்சனிக் போன்ற இந்த கூறுகளின் எண்ணிக்கை இலவச எலக்ட்ரான்களை நன்கொடையாக அளிக்கிறது, இதனால் உள்ளார்ந்த குறைக்கடத்தி கடத்துத்திறன் பெரிதும் அதிகரிக்கும். உதாரணமாக, போரோன் போன்ற குழு III உறுப்புடன் ஒரு எஸ்ஐ படிகத்தை ஊக்கப்படுத்தினால், அது ஒரு பி-வகை குறைக்கடத்தியை உருவாக்கும், ஆனால் ஒரு எஸ்ஐ படிகமானது குழு வி எலிமுடன் அளவிடப்படுகிறதுபாஸ்பரஸைப் போல அது ஒரு n- வகை குறைக்கடத்தியை உருவாக்கும்.

கடத்தல் எலக்ட்ரான்களின் ஆதிக்கம் முற்றிலும் இல்லை. நன்கொடை எலக்ட்ரான்களின். இதனால், முழு எண். கடத்தல் எலக்ட்ரான்கள் இல்லை என்பதற்கு சமமாக இருக்கும். நன்கொடை தளங்களின் (n≈ND). ஆற்றல்மிக்க நன்கொடை தளங்கள் எலக்ட்ரானின் கடத்துதலை சமப்படுத்தும்போது குறைக்கடத்தி பொருளின் கட்டணம் நடுநிலைமையை பராமரிக்க முடியும். ஒருமுறை இல்லை. எலக்ட்ரான்களின் கடத்துதல் அதிகரிக்கப்படுகிறது, பின்னர் துளைகளின் எண்ணிக்கை குறையும்.

அந்தந்த பட்டையில் உள்ள கேரியர் செறிவு ஏற்றத்தாழ்வு துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மூலம் வெளிப்படுத்தப்படலாம். N- வகைகளில், எலக்ட்ரான்கள் பெரும்பான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள், துளைகள் சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள்.

என் வகை செமிகண்டக்டரின் ஆற்றல் வரைபடம்

தி ஆற்றல் இசைக்குழு இந்த குறைக்கடத்தியின் வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. பென்டாவலண்ட் பொருளைச் சேர்ப்பதன் காரணமாக கடத்தல் குழுவில் இலவச எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன. படிகத்தின் கோவலன்ட் பிணைப்புகளில், இந்த எலக்ட்ரான்கள் பொருந்தவில்லை. ஆனால், எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடிகளை உருவாக்க கடத்துக் குழுவிற்குள் குறைந்த எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்கள் கிடைக்கின்றன. குறைக்கடத்தியின் முக்கிய புள்ளிகள் பென்டாவலண்ட் பொருளைச் சேர்ப்பது இலவச எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை ஏற்படுத்தும்.

ஆற்றல் வரைபடம்

அறை வெப்பநிலையில், வெப்ப ஆற்றல் குறைக்கடத்திக்குச் செல்கிறது, பின்னர் ஒரு எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடி உருவாக்கப்படலாம். இதன் விளைவாக, குறைந்த எண்ணிக்கையிலான இலவச எலக்ட்ரான்கள் கிடைக்கக்கூடும். இந்த எலக்ட்ரான்கள் வேலன்ஸ் பேண்டிற்குள் துளைகளுக்குப் பிறகு வெளியேறும். இங்கே ‘n’ என்பது எதிர்மறையான பொருள். பென்டாவலண்ட் பொருள் மூலம் வழங்கப்படும் இலவச எலக்ட்ரான்கள் இல்லை என்பதை விட பெரியது. துளைகளின்.

என் வகை செமிகண்டக்டர் வழியாக கடத்தல்

இந்த குறைக்கடத்தியின் கடத்துதல் எலக்ட்ரான்களால் ஏற்படலாம். எலக்ட்ரான்கள் ஒரு துளையை விட்டு வெளியேறும்போது, ​​விண்வெளி மற்ற எலக்ட்ரான்களால் ஈர்க்கப்படும். எனவே துளை + வெலி சார்ஜ் என கருதப்படுகிறது. எனவே இந்த குறைக்கடத்தியில் + வெலி சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துளைகள் மற்றும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் போன்ற இரண்டு வகையான கேரியர்கள் உள்ளன. எலக்ட்ரான்கள் பெரும்பான்மை கேரியர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஆனால் துளைகளை சிறுபான்மை கேரியர்கள் என்று அழைக்கின்றன, ஏனெனில் துளைகளுடன் ஒப்பிடுகையில் எலக்ட்ரான்கள் எண்ணிக்கையில் அதிகமாக உள்ளன.

ஒரு கோவலன்ட் பிணைப்புகள் நொறுங்கியதும் & எலக்ட்ரான்கள் ஒரு துளையிலிருந்து விலகிச் சென்றதும், வேறு சில எலக்ட்ரான் அதன் பிணைப்பிலிருந்து பிரிந்து இந்த துளை நோக்கி ஈர்க்கப்படும். எனவே துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் தலைகீழ் திசைகளில் பயணிக்கும். எலக்ட்ரான்கள் பேட்டரியின் + ve முனையத்தை நோக்கி ஈர்க்கப்படும், அதே நேரத்தில் துளைகள் பேட்டரியின் -ve முனையத்தில் ஈர்க்கப்படுகின்றன.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

1). N- வகை குறைக்கடத்தி என்றால் என்ன?

சிலிக்கான் போன்ற ஒரு குறைக்கடத்திக்கு அசுத்தங்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம் வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு பொருள் இல்லையெனில் ஜெர்மானியம் ஒரு n- வகை குறைக்கடத்தி என அழைக்கப்படுகிறது.

2). இந்த குறைக்கடத்தியில் பெரும்பான்மை மற்றும் சிறுபான்மை கட்டண கேரியர்கள் யாவை?

பெரும்பான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகள் சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்கள்

3). வெளிப்புற குறைக்கடத்திகள் என்றால் என்ன?

அவை p- வகை மற்றும் n- வகை

4). குறைக்கடத்தி மற்றும் அவற்றின் எடுத்துக்காட்டுகள் என்ன?

கடத்தி மற்றும் இன்சுலேட்டரின் சொத்துக்களைக் கொண்ட ஒரு பொருள் குறைக்கடத்தி என அழைக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டுகள் செலினியம், சிலிக்கான் & ஜெர்மானியம்.

5). குறைக்கடத்தியின் செயல்பாடு என்ன?

டிரான்சிஸ்டர்கள், டையோட்கள் மற்றும் ஐ.சி போன்ற மின்னணு கூறுகளை தயாரிக்க இது பயன்படுகிறது

இதனால், இது எல்லாமே n- வகை குறைக்கடத்தியின் கண்ணோட்டம் . போன்ற பல்வேறு வகையான மின்னணு சாதனங்களை வடிவமைக்க இவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன திரிதடையம், டையோட்கள் & IC கள் (ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள்) அவற்றின் நம்பகத்தன்மை, சுருக்கத்தன்மை, குறைந்த செலவு மற்றும் சக்தி திறன் ஆகியவற்றின் காரணமாக. இங்கே உங்களுக்கான கேள்வி, பி-வகை குறைக்கடத்தி என்றால் என்ன?