Was sind P-Halbleiter?
Positive (P) -Halbleiter sind Akzeptoren von Elektronen und werden üblicherweise mit negativen (N) -Halbleitern als elektronische Bauelemente oder integrierte Schaltkreise (ICs) gepaart. P-Halbleiter waren früher intrinsische Halbleiter wie Silizium, die mit kleinen Mengen von Dotierstoffatomen mit drei Valenzelektronen kombiniert wurden. Ein Valenzelektron ist ein Elektron in der äußersten Elektronenbahn. Für jede Million Atome Silizium werden 0,1 Atome eines dreiwertigen Atoms wie Bor hinzugefügt. Der Vorgang des Hinzufügens eines Dotierungsmittels wie Bor ist als Dotierung bekannt.
Silizium kommt in der Natur als Siliziumdioxid oder Quarzsand vor. Chemieexperten trennen den Sauerstoff vom Siliziumdioxid und verarbeiten reines Silizium durch Erhitzen und Dotieren zu Halbleitern vom P-Typ. Die Herstellung von P-Typ-Materialien erfordert sehr saubere und sehr hohe Temperaturen in einer inerten Umgebung, wie z. B. einem Vakuum. Einige Unternehmen sind auf die Herstellung von Halbleiterwafern für andere Halbleiterhersteller in der ersten Phase spezialisiert.
N-Halbleiter sind ebenso wichtig wie P-Halbleiter, da sie zusammen die Bausteine elektronischer Schaltungen bilden. Dioden verwenden einen von jedem Halbleitertyp, um einen positiv-negativ (PN) -Übergang herzustellen. Transistoren verwenden einen und dann zwei vom anderen Typ, beispielsweise den Negativ-Positiv-Negativ-Transistor (NPN-Transistor).
In den einfachsten Anwendungen wird ein P-Halbleiter mit einem N-Halbleiter verbunden, um eine Diode zu bilden. Verbindungsleitungen sind an die freien Enden des Halbleitermaterials gegenüber dem PN-Übergang gebondet, und die mit dem P-Typ verbundene Leitung wird als Anode bezeichnet, während die andere als Kathode bezeichnet wird. Unter Verwendung einer 6-Volt-Gleichstromversorgung (VDC), eines Strommessers und eines Grenzwiderstands in Reihe mit der neuen Diode fließt der Strom, wenn die Kathode in Bezug auf die Anode negativ ist, ein Zustand, der als Durchlassvorspannung bekannt ist. Der Zustand der umgekehrten Vorspannung tritt auf, wenn die Kathode positiv ist, während die Anode negativ ist. Dieser Mechanismus ist der Grund, warum die Diode als Einwegventil bezeichnet wird.
Es gibt einen interessanten gemeinsamen Effekt, wenn ein Halbleiter dotiert wird und selbst sehr kleine Mengen an Verunreinigungen im Produktionsprozess zugelassen werden. Eine geringe Menge an Dotierstoffen oder zufälligen Verunreinigungen kann die Eigenschaften des intrinsischen Ausgangshalbleiters signifikant verändern. Dies rechtfertigt die unternehmenskritische Investition in eine saubere Umwelt, da der gesamte menschliche Körper des Personals in der Halbleiterproduktion während der Produktion vor den Halbleitermaterialien geschützt werden muss.