Was sind N-Halbleiter?
Negative (N) -Halbleiter sind teilweise leitende und teilweise isolierende Materialien, die Elektronen in elektronischen Geräten abgeben. Halbleiter vom N-Typ bestehen wie ihre positiven Gegenstücke vom (P) -Typ aus Elementen wie Silizium und Germanium. N-Halbleiter und P-Halbleiter bilden zusammen die Bausteine moderner Halbleiterbauelemente.
Valenzelektronen im Atommodell sind Elektronen in der äußersten Umlaufbahnschale. Silizium hat zum Beispiel vier Elektronen in der Valenzschale. Dies macht Silizium zu einem Halbleiter oder Teilleiter und Teilisolator. Vollleiter wie Kupfer und Aluminium weisen mehr Elektronen auf der Valenzhülle auf, was zu einer leichteren Beweglichkeit der Elektronen führt, was zu einer hohen Leitfähigkeit führt.
Bei der Herstellung von Silizium zur Herstellung von Halbleitern wird Siliziumdioxid in Abwesenheit von Sauerstoff auf überhöhte Temperaturen erhitzt. Siliziumdioxid ist der häufig vorkommende Sand. Spezielle Anlagen, die reines Silizium und dessen äußere Formen produzieren, sind die Hauptinvestitionsquelle für die Halbleiterproduktion.
Extrinsische Halbleiter sind reine Halbleiter, die mit Verunreinigungselementen wie Phosphor oder Bronze dotiert wurden, um die Elektronendonor- oder Elektronenakzeptorcharakteristik aufzuweisen. Wenn ein vierwertiges Elektronenelement mit einem fünfwertigen Elektronenelement dotiert wird, entstehen Halbleiter vom N-Typ. Die Verwendung eines dreiwertigen Elements führt zu einem Halbleiter vom P-Typ. Die Menge an Verunreinigung beträgt ungefähr 1 Verunreinigungsatom pro 100 Millionen Siliciumatome.
Phosphor hat fünf Valenzelektronen. Wenn 100 Millionen Siliciumatome mit einem Phosphoratom dotiert sind, entstehen Halbleiter vom N-Typ. Das Material vom N-Typ wird zusammen mit einem Material vom P-Typ zu einem Baustein für den einfachsten Halbleiter, der als Diode bekannt ist. Zum Aufbau einer Diode wird ein Übergang zwischen einem N-Halbleiter und einem P-Halbleiter hergestellt. Auf den der Verbindungsstelle gegenüberliegenden Seiten sind Metallleitungen mit dem freien Ende der Halbleiter verbunden.
In einer Diode fließt der Strom ungehindert in eine Richtung, in die andere Richtung fließt jedoch fast kein Strom. Dies macht die Diode zu einem Standardgerät für die Gleichrichtung oder zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom. Eine Diode wird auch zur Hüllkurvendetektion verwendet, bei der die Spitzenpegel eines Hochfrequenzsignals (HF-Signals) unter Verwendung einer Diodendetektorschaltung extrahiert werden. Dieses Konzept schlägt den Prozess der Audioextraktion in der Amplitudenmodulation (AM) vor. Eine Diode in Verbindung mit einer Widerstands-Kondensator-Schaltung (RC-Schaltung) mit der richtigen Zeitkonstante erzeugt Audio aus einer AM-HF-Hüllkurve.