Jakie są różne typy półprzewodników?

Istnieją dwa podstawowe typy półprzewodników; wewnętrzny i zewnętrzny. Materiał zawierający wewnętrzny półprzewodnik jest w ogólnie czystym stanie. Półprzewodnik zewnętrzny można dalej podzielić na kategorie typu n lub typu p. Do tego dodano zanieczyszczenia, aby uzyskać pożądany stan. Półprzewodniki typu N i typu P są półprzewodnikami zewnętrznymi, do których dodano różne zanieczyszczenia, a zatem mają różne właściwości przewodzące.

Półprzewodnik jest zwykle krystalicznym ciałem stałym, w którym przewodnictwo wynikające z przepływu elektronów jest między przewodnictwem metalu a izolatorem. Półprzewodniki wewnętrzne są takimi materiałami o niewielkim lub zerowym zanieczyszczeniu, przy czym najczęściej stosuje się krzem. Struktura atomowa kryształów krzemu składa się z doskonałych wiązań kowalencyjnych, co oznacza, że ​​jest niewiele wolnych elektronów do poruszania się. Kryształ jest prawie izolatorem. W miarę wzrostu temperatur powyżej zera absolutnego wzrasta prawdopodobieństwo indukowania przepływu elektronów w materiale.

Efekt ten można znacznie zwiększyć, wprowadzając zanieczyszczenia do struktury sieci, które udostępniają większą liczbę wolnych elektronów. Proces dodawania niektórych zanieczyszczeń do półprzewodników jest nazywany domieszkowaniem. Dodane zanieczyszczenie nazywa się domieszką. Ilość domieszki dodanej do wewnętrznego półprzewodnika proporcjonalnie zmienia jego poziom przewodności. Półprzewodniki zewnętrzne są produktami procesu domieszkowania.

Domieszki są określane jako akceptory lub dawcy i zmieniają stężenia nośnika ładunku półprzewodnika. Istnieją dwa rodzaje nośników ładunku w półprzewodnikach; wolny elektron i dziura, w której elektron znajdował się w paśmie walencyjnym atomu. Elektron jest nośnikiem ładunku ujemnego, a dziura jest uważana za nośnik ładunku dodatniego tej samej wielkości. Domieszki dawcy mają więcej elektronów pasma walencyjnego niż materiał, który zastępuje, co pozwala na więcej wolnych elektronów. Domieszki akceptorowe mają mniej elektronów pasma walencyjnego niż materiał, który zastępuje, tworząc więcej dziur.

Półprzewodniki typu N to półprzewodniki zewnętrzne, w których zastosowano domieszki donorowe. Wzrost wyników ujemnych nośników ładunku elektronowego. Nośniki ładunku ujemnego nazywane są większościowym przewoźnikiem typu n, podczas gdy nośniki ładunku dodatniego nazywane są mniejszością.

Półprzewodniki typu P są wynikiem zastosowania domieszek akceptorowych. Jako wiązania kowalencyjne reformy sieci, w pasmach walencyjnych otaczającego materiału pozostawia się dziury. Wzrost otworów zwiększa stężenie nośników ładunku dodatniego. Większość nosicieli typu p będzie dodatnia, a mniejszość ujemna.

Przez domieszkowanie można wytwarzać półprzewodniki o różnych i uzupełniających się właściwościach przewodzących. Ważnym zastosowaniem tego jest złącze pn, w którym półprzewodniki typu p i n są doprowadzane do ścisłego kontaktu. Jednym efektem połączenia jest umożliwienie łączenia się dziur i elektronów, wytwarzając światło. Jest to dioda elektroluminescencyjna (LED). Złącze pn tworzy również diodę, przez którą prąd może przepływać w jednym kierunku przez złącze, ale nie w drugim, co jest wymogiem dla elektroniki cyfrowej.