N型半導体とは？

ネガティブ（N）型半導体は、電子デバイス内で電子を供与する部分的に伝導性で部分的に絶縁性の材料です。 N型半導体は、正（P）型と同様に、シリコンやゲルマニウムなどの元素から作られています。 N型半導体とP型半導体はともに、現代の半導体デバイスの構成要素です。

原子モデルの価電子は、軌道の最外殻にある電子です。 たとえば、シリコンの価電子殻には4つの電子があります。 これにより、シリコンが半導体、または部分的な導体と部分的な絶縁体になります。 銅やアルミニウムなどの完全な導体は、原子価シェル上により多くの電子を持っているため、電子の移動が容易になり、高い導電性が得られます。

半導体製造用のシリコンを準備する際、二酸化ケイ素は酸素の不在下で超高温で加熱されます。 二酸化ケイ素は、ほぼどこでも見られる一般的な砂です。 純粋なシリコンとその外部形態を生産する特別な装置は、半導体生産への投資の大部分です。

外因性半導体は、リンやブロンズなどの不純物元素をドープして、電子供与体または電子受容体の特性を持たせた純粋な半導体です。 4価の電子元素に5価の電子元素をドープすると、N型半導体ができます。 3価の元素を使用すると、P型半導体になります。 不純物の量は、1億個のシリコン原子ごとに約1個の不純物原子です。

リンには5つの価電子があります。 1億個のシリコン原子にリン原子がドープされると、N型半導体ができます。 N型材料は、P型材料とともに、ダイオードとして知られる最も単純な半導体の構成要素になります。 ダイオードを作成するには、N型半導体とP型半導体の間に接合を作成します。 接合部の反対側では、金属リードが半導体の自由端に接合されています。

電流はダイオードを一方向に自由に流れますが、他の方向にはほとんど電流が流れないため、ダイオードは整流、または交流（AC）から直流（DC）への変換の標準デバイスになります。 ダイオードは、ダイオード検出回路を使用して無線周波数（RF）信号のピークレベルを抽出するエンベロープ検出にも使用されます。 この概念は、振幅変調（AM）での音声抽出のプロセスを示唆しています。 適切な時定数の抵抗コンデンサ（RC）回路と組み合わせたダイオードは、AM RFエンベロープからオーディオを生成します。