félvezetők
félvezetők megkülönböztethetők belső és extrinsic-ként az érintett tisztaság kérdésében. A P-type és az N-type félvezetők egyaránt extrinsic félvezetők alá tartoznak. Szóval, mi a különbség?
a félvezetők monumentális hatással vannak világunkra. Minden olyan elektromos eszköz középpontjában találhatók, amely számítógépes vagy rádióhullámokat használ. Gyakran szilíciumból készülnek, ezért a Szilícium-völgy neve, ahol a mai legnagyobb tech cégek közül sok megtalálható – a szilícium gyakorlatilag bármilyen elektronikus eszköz középpontjában áll.,
a szilíciumot olyan széles körben használják félvezetőkben, mert bőséges elem-megtalálható például homokban és kvarcban -, amelynek ideális elektronikus szerkezete van. Négy elektron külső pályáján A Szilícium szép kristályszerkezeteket képezhet, a négy elektron pedig tökéletes kovalens kötéseket képezhet négy szomszédos atommal, hogy rácsot hozzon létre.
szénben, egy másik elem, amelynek külső pályáján négy elektron van, ez a kristályszerkezet gyémántként ismert., A szilíciumban ez a kristályos szerkezet ezüstös, fémes megjelenésű anyag. Bár fémesnek tűnnek, a szilícium kristályok valójában nem fémek;a szilícium kristály közel szigetelő, és csak kis mennyiségű villamos energia áramlik rajta.
A Szilícium doppingolásával azonban mindez megváltoztatható, és ekkor alakulnak ki a p – és n-típusú félvezetők.
A P – és n-típusú félvezetők megértése
olyan félvezetőkben, mint a szilícium, a dopping olyan folyamat, amely szándékosan szennyeződéseket vezet be egy belső félvezetőbe., Ez magában foglalja a kémiai reakció, amely lehetővé teszi a szennyeződések alkotnak ionos kötések szilícium atomok a kristály.
a dopping célja az elektromos, optikai és szerkezeti tulajdonságainak modulálása. Ha egy félvezető doppingolt, akkor azt extrinsic félvezetőnek nevezik. Ezzel szemben a félvezető tiszta, nem rögzített formában egy belső félvezető.
a szilíciumdoppingban kétféle szennyeződés létezik: n-type és p-type.
n-típusú doppingban kis mennyiségben arzént vagy foszfort adnak a szilíciumhoz., Mindkét elemnek öt elektronja van a külső pályáin, így nem a helyén vannak, amikor bejutnak a szilícium kristályos szerkezetbe. Mivel az ötödik elektronnak nincs semmi kötődése, szabadon mozoghat, lehetővé téve az elektromos áram áramlását a szilíciumon.
A P-típusú dopping, bór vagy gallium használják a dopant. Ezeknek az elemeknek három elektronja van a külső pályájukban. Amikor a szilícium rácsba keverednek, a szilícium atomok valenciasávjában “lyukakat” képeznek., Ez azt jelenti, hogy a valenciasávban lévő elektronok mozgékonyak lesznek, a lyukak pedig az elektronok mozgásával ellentétes irányban mozognak. Mivel az adalékanyag a kristályrácsban van rögzítve, csak a pozitív töltések mozoghatnak. A pozitív lyukak miatt ezeket a félvezetőket “p-típusnak” (vagy “P-vezetőképes” vagy “P-adalékolt”) nevezik.
Tehát mi a különbség?
n-típusú szilíciumban az elektronok negatív töltéssel rendelkeznek,tehát az n-type név., A P-típusú szilíciumban a pozitív töltés hatása elektron hiányában jön létre, tehát a P-type név.
az n – és p-típusú doping közötti anyagkülönbség az az irány, amelyben az elektronok a félvezető lerakódott rétegein keresztül áramlanak. Mind az n -, mind a p-típusú szilícium jó (de nem nagyszerű!) villamosmérnök.
n – és p-típusú szilícium összerakása önmagában semmi elképesztő. Amikor összeállítja őket, azonban érdekes viselkedés jelenik meg a kettő közötti csomóponton.,
a dióda a legegyszerűbb példa egy félvezető eszközre, amely mind n -, mind p-típusú szilíciumot használ. Lehetővé teszi, hogy az elektromos áram egyetlen irányba áramoljon. Képzeljünk el egy turnstile-t egy futballstadionban-a dióda egyirányú forgókapu az elektronok számára.
minden a p-n csomópontra esik., Az N-típusú szilíciumnak extra elektronjai vannak, a P-oldalon pedig atomok, amelyeknek elektronokra van szükségük, így az elektronok átvándorolnak a csomóponton. (Alternatív megoldásként: a p-oldalnak extra lyukai vannak, az n-oldalon pedig atomok vannak, amelyeknek lyukakra van szükségük, így a lyukak áthaladnak a csomóponton.) Ezek az elektronok és lyukak – az elektromos töltés hordozói-a csomópont közelében egyesítik és megszüntetik egymást, így semleges “kimerülési” zónát hagynak, ahol nincs elektromos töltés.,
azonban az atomok a kimerülési zóna mindkét oldalán elektronokat akarnak szerezni/megszabadulni a lyukaktól, hogy semlegessé váljanak, de mivel a kimerülési zónában nincsenek Ingyenes díjhordozók, ezt nem tehetik meg. Ők húzza a töltés fuvarozók, hogy átlépte a csomópont, hanem azért, mert a kimerülés zóna nincs töltés fuvarozók feladni, semmi sem mozog át.
elektromos mező alkalmazásával a p-n csomópontra (pl. akkumulátor használatával) a dióda csatlakozását szigetelővé vagy vezetővé alakíthatja.,
Ha az akkumulátor negatív (-ve) végét a P-oldalhoz csatlakoztatja, a pozitív (+ve) végét pedig az n-oldalhoz (“fordított torzítás”), a díjmentes hordozókat félre kell húzni, és a kimerülési zóna kiszélesedik. Ez a csomópontot szigetelővé alakítja, és tovább gátolja az elektromos áram áramlását.
ha Azonban csatlakoztassa a -ve végén az akkumulátort, hogy a n-oldalon, illetve a +ve vége, hogy a p-oldalon (‘előre elfogultság’), felelős fuvarozók tolta középre, kiütötte a kimerülése zóna fordult a p-n csomópont egy karmester., Ennek oka az, hogy a P-oldal lyukait az akkumulátor +ve vége taszítja, az n-oldalon lévő elektronokat pedig az akkumulátor-ve vége taszítja. A csomópontban lévő atomok most átadhatják a töltéshordozókat egymásnak, lehetővé téve az áram szabad áramlását.
Ez egy nagyon alapvető példa arra, hogyan működik a félvezető eszköz legalapvetőbb típusa, a dióda. Rakj össze pár milliárdot, és van egy chiped!