Какие бывают типы полупроводников?

Есть два основных типа полупроводников; внутреннее и внешнее. Материал, содержащий собственный полупроводник, находится в целом в чистом состоянии. Внешний полупроводник может быть далее классифицирован как n-тип или p-тип. Это тот, к которому были добавлены примеси для получения желаемого состояния. Полупроводники N-типа и p-типа являются внешними полупроводниками, в которые были добавлены различные примеси, и, следовательно, имеют разные проводящие свойства.

Полупроводник обычно представляет собой кристаллическое твердое вещество, в котором проводимость, обусловленная потоком электронов, находится между проводимостью металла и изолятора. Собственные полупроводники - это такие материалы с небольшим количеством примесей или без примесей, причем наиболее широко используется кремний. Структура атомной решетки кристаллов кремния состоит из совершенных ковалентных связей, а это означает, что существует мало свободных электронов для перемещения. Кристалл почти изолятор. Когда температура поднимается выше абсолютного нуля, вероятность индуцирования потока электронов в материале увеличивается.

Этот эффект может быть значительно увеличен путем введения примесей в структуру решетки, которые делают доступным большее количество свободных электронов. Процесс добавления определенных примесей в полупроводники называется легированием. Добавленная примесь называется легирующей добавкой. Количество легирующей примеси, добавленной к собственному полупроводнику, пропорционально меняет уровень его проводимости. Внешние полупроводники являются продуктами процесса легирования.

Добавки называются акцепторами или донорами и изменяют концентрации носителей заряда в полупроводнике. В полупроводниках есть два типа носителей заряда; свободный электрон и дырка, где электрон находился в валентной зоне атома. Электрон является отрицательным носителем заряда, а дырка считается положительным носителем заряда той же величины. Донорные присадки имеют больше электронов в валентной зоне, чем материал, который он заменяет, что дает больше свободных электронов. Присадки-акцепторы имеют меньше электронов в валентной зоне, чем материал, который он заменяет, создавая больше дырок.

Полупроводники N-типа являются внешними полупроводниками, в которых использовались донорные присадки. В результате увеличивается количество отрицательных электронных носителей заряда. Отрицательные носители заряда называются основными носителями в n-типе, в то время как положительные носители заряда называются меньшинствами.

Полупроводники P-типа являются результатом использования акцепторных присадок. По мере реформирования ковалентных связей решетки остаются дырки в валентных зонах окружающего материала. Увеличение дырок увеличивает концентрацию положительных носителей заряда. Магистральный носитель для p-типа будет положительным, а меньшинство - отрицательным.

Путем легирования могут быть получены полупроводники с различными и дополняющими проводящими свойствами. Важным применением этого является pn-переход, где полупроводники p-типа и n-типа приводятся в тесный контакт. Один из эффектов соединения состоит в том, чтобы позволить отверстиям и электронам объединяться, производя свет. Это светодиод (LED). Pn-переход также образует диод, в котором электричество может проходить в одном направлении через переход, но не в другом, что является требованием для цифровой электроники.