Co to są półprzewodniki zewnętrzne?
Zewnętrzne półprzewodniki są częściowo przewodzącymi i częściowo izolującymi materiałami, które zostały chemicznie zmienione, aby przenosiły obojętny ładunek elektryczny. Są to elementy składowe urządzeń półprzewodnikowych. Produkcja zewnętrznych półprzewodników następuje po udanej produkcji wewnętrznych półprzewodników i ich przekształceniu w półprzewodniki dodatnie (P) lub ujemne (N).
Gdy dwutlenek krzemu ulega usunięciu atomów tlenu, możliwa jest ekstrakcja czystego krzemu. Ten czysty krzem, będąc w postaci płynnej, łatwo reaguje z tlenem, przekształcając się w odmianę zwykłego piasku. Dzięki zastosowaniu specjalnego środowiska produkcyjnego, takiego jak próżnia lub nie reagujący gaz, materiał krzemowy ma szansę na wysoką czystość. Wszelkie niepożądane ślady innych pierwiastków i związków są również oddzielane w celu uzyskania czystego krzemu. Krzem topi się w temperaturze około 2577 ° F (około 1414 ° C), dlatego do produkcji zewnętrznych półprzewodników potrzeba specjalnego sprzętu i technologii.
Czysty krzem sam w sobie musi być domieszkowany, aby nie pozostawał trwale jako wewnętrzny półprzewodnik. Doping polega na wprowadzeniu dodatkowych kontrolowanych zanieczyszczeń do wewnętrznego półprzewodnika, gdy jest on w postaci płynnej. W przemyśle elektronicznym czysty krzem działający jako wewnętrzny półprzewodnik musi zostać przekształcony w zewnętrzny półprzewodnik, aby można go było zastosować. Jeśli zestalił się jako wewnętrzny, musi zostać ponownie stopiony, aby utworzyć zewnętrzny półprzewodnik. Gdy wewnętrzny półprzewodnik jest w postaci płynnej, następnym wyborem jest utworzenie półprzewodnika typu P lub N, a przy odpowiednich elementach domieszkujących lub prawidłowym doborze kontrolowanych zanieczyszczeń, półprzewodnik wewnętrzny staje się półprzewodnikiem zewnętrznym lub półprzewodnikiem domieszkowanym.
Zewnętrzne półprzewodniki są typu N lub typu P, w zależności od zastosowanej domieszki. Domieszka, taka jak bor, może mieć trzy elektrony na zewnętrznej powłoce atomowej lub wartościowości, aby wytworzyć półprzewodnik typu P. Te z pięcioma elektronami walencyjnymi, takie jak fosfor, są stosowane jako domieszki do produkcji półprzewodników typu N. Dodanie boru do stopionego czystego krzemu w nieprzereagowanym środowisku czyni go półprzewodnikiem typu P lub akceptorem elektronów, podczas gdy domieszkowanie wewnętrznego krzemu fosforem tworzy półprzewodnik typu N lub donor elektronów. Jeden atom boru do nawet 10 milionów atomów krzemu jest typowym stosunkiem ilości zanieczyszczeń w wewnętrznym półprzewodniku.
Fabryka półprzewodników dostarcza komponenty z różnymi kombinacjami zewnętrznych półprzewodników. Dwu-terminalna dioda ma pojedyncze złącze PN lub połączony półprzewodnik typu P i typu N. Bardzo duże układy scalające mają tysiące połączeń półprzewodników typu P i typu N.