Co to są półprzewodniki typu N?
Półprzewodniki ujemne (N) są częściowo przewodzącymi i częściowo izolującymi materiałami, które oddają elektrony w urządzeniach elektronicznych. Półprzewodniki typu N, podobnie jak ich dodatni odpowiednik (P), są wykonane z takich elementów, jak krzem i german. Razem półprzewodniki typu N i półprzewodniki typu P są elementami składowymi nowoczesnych urządzeń półprzewodnikowych.
Elektrony walencyjne w modelu atomowym są elektronami w najbardziej zewnętrznej powłoce orbity. Na przykład krzem ma cztery elektrony w powłoce walencyjnej. To czyni krzem półprzewodnikiem lub częściowym przewodnikiem i częściowym izolatorem. Pełne przewodniki, takie jak miedź i aluminium, mają więcej elektronów na powłoce walencyjnej, co powoduje łatwiejszą ruchliwość elektronów, co prowadzi do wysokiej przewodności.
Podczas przygotowywania krzemu do produkcji półprzewodników dwutlenek krzemu jest ogrzewany w super podwyższonych temperaturach bez tlenu. Dwutlenek krzemu jest powszechnym piaskiem występującym prawie wszędzie. Specjalny sprzęt, który wytwarza czysty krzem i jego formy zewnętrzne, stanowi większość inwestycji w produkcję półprzewodników.
Zewnętrzne półprzewodniki to czyste półprzewodniki, które zostały domieszkowane pierwiastkami zanieczyszczającymi, takimi jak fosfor lub brąz, aby miały charakter donora elektronów lub akceptorów elektronów. Gdy czterowartościowy element elektronowy jest domieszkowany pięciowartościowym elementem elektronowym, powstają półprzewodniki typu N. Zastosowanie elementu trójwartościowego daje półprzewodnik typu P. Ilość zanieczyszczeń wynosi około 1 atom zanieczyszczeń na każde 100 milionów atomów krzemu.
Fosfor ma pięć elektronów walencyjnych. Jeśli 100 milionów atomów krzemu zostanie domieszkowanych atomem fosforu, powstają półprzewodniki typu N. Materiał typu N wraz z materiałem typu P staje się elementem budulcowym najprostszego półprzewodnika, zwanego diodą. Aby zbudować diodę, powstaje połączenie między półprzewodnikiem typu N a półprzewodnikiem typu P. Po bokach przeciwnych do złącza metalowe przewody są połączone z wolnym końcem półprzewodników.
Prąd przepływa swobodnie w jedną stronę przez diodę, ale prawie żaden prąd nie przepływa w drugim kierunku, co czyni diodę standardowym urządzeniem do prostowania lub procesu przekształcania prądu przemiennego (AC) w prąd stały (DC). Dioda jest również używana do wykrywania obwiedni, w której poziomy szczytowe sygnału częstotliwości radiowej (RF) są wydobywane za pomocą obwodu detektora diodowego. Ta koncepcja sugeruje proces ekstrakcji dźwięku w modulacji amplitudy (AM). Dioda w połączeniu z obwodem rezystora-kondensatora (RC) o właściwej stałej czasowej generuje dźwięk z obwiedni AM RF.