Co jsou polovodiče typu N?

Negativní (N) polovodiče jsou částečně vodivé a částečně izolační materiály, které darují elektrony v elektronických zařízeních. Polovodiče typu N, stejně jako jejich protějšek pozitivního typu (P), jsou vyrobeny z prvků, jako je křemík a germanium. Polovodiče typu N a polovodiče typu P jsou společně stavebními prvky moderních polovodičových zařízení.

Valenční elektrony v atomovém modelu jsou elektrony v nejvzdálenějším obalu orbity. Například křemík má ve valenčním plášti čtyři elektrony. Díky tomu je křemík polovodičem nebo částečným vodičem a částečným izolátorem. Plné vodiče, jako je měď a hliník, mají na valenčním plášti více elektronů, což vede k snadnější mobilitě elektronů, což vede k vysoké vodivosti.

Při přípravě křemíku pro výrobu polovodičů se oxid křemičitý zahřívá na super zvýšené teploty v nepřítomnosti kyslíku. Oxid křemičitý je běžný písek, který se nachází téměř všude. Speciální vybavení, které vyrábí čistý křemík a jeho vnější formy, tvoří velkou část investic do výroby polovodičů.

Vnější polovodiče jsou čisté polovodiče, které byly dopovány nečistotami, jako je fosfor nebo bronz, aby měly elektronový donor nebo akceptor elektronů. Když je čtyřvalenční elektronový prvek dopován pětiválcovým elektronovým prvkem, výsledkem jsou polovodiče typu N. Použití prvku se třemi valencemi má za následek polovodič typu P. Množství nečistoty je asi 1 atom nečistoty na každých 100 milionů atomů křemíku.

Fosfor má pět valenčních elektronů. Pokud je 100 miliónů atomů křemíku dotováno atomem fosforu, výsledkem jsou polovodiče typu N. Materiál typu N, společně s materiálem typu P, se stává stavebním kamenem pro nejjednodušší polovodič, známý jako dioda. K vytvoření diody se vytvoří spojení mezi polovodičem typu N a P. Na stranách naproti křižovatce jsou kovové vodiče spojeny s volným koncem polovodičů.

Proud protéká volně jednou cestou v diodě, ale téměř žádný proud neprotéká v opačném směru, což z diody činí standardní zařízení pro usměrňování nebo proces převádění střídavého proudu (AC) na přímý (DC). Dioda se také používá pro detekci obálky, kde jsou špičkové úrovně vysokofrekvenčního (RF) signálu extrahovány pomocí obvodu detektoru diod. Tento koncept navrhuje proces extrakce zvuku v amplitudové modulaci (AM). Dioda ve spojení s obvodem rezistor-kondenzátor (RC) správné časové konstanty generuje zvuk z AM RF obálky.