El PN-díode d’unió està format per dues parts adjacents de dos materials semiconductors com el tipus p i el tipus n. Aquests materials són semiconductors com Si (silici) o Ge (germani), incloses les impureses atòmiques. Aquí el tipus de semiconductor es pot determinar pel tipus d’impuresa que hi ha. El procediment per afegir impureses als materials semiconductors es coneix com dopatge. Per tant, els semiconductors que inclouen impureses es coneixen com a semiconductors dopats. Aquest article tracta una descripció general d'un semiconductor de tipus P i el seu funcionament.
Què és el semiconductor de tipus P?
Definició: Una vegada que el material trivalent s’administra a un semiconductor pur (Si / Ge) es coneix com a semiconductor de tipus p. Aquí, els materials trivalents són el bor, l’indi, el gal, l’alumini, etc. El més freqüent és que els semiconductors es fabriquin amb material Si, ja que inclou 4 electrons a la seva capa de valència. Per fabricar un semiconductor de tipus P, s’hi pot afegir material addicional com l’alumini o el bor. Aquests materials inclouen només tres electrons a la seva capa de valència.
Aquests semiconductors es fabriquen mitjançant el dopatge del material semiconductor. S’afegeix la petita quantitat d’impuresa en comparació amb la quantitat de semiconductor. Alterant la quantitat de dopant que s’afegeix, es canviarà el caràcter precís del semiconductor. En aquest tipus de semiconductors, el nombre de forats és més gran en comparació amb els electrons. Les impureses trivalents com el bori / gal·li s’utilitzen freqüentment en Si com a impureses antidopatge. Així doncs, els exemples de semiconductors de tipus p són gal, altrament, bor.
Dopatge
El procés d’afegir impureses al semiconductor de tipus p per canviar-ne les propietats s’anomena dopatge de semiconductors de tipus p. En general, els materials utilitzats en el dopatge per a elements trivalents i pentavalents són Si & Ge. Per tant, aquest semiconductor es pot formar dopant un semiconductor intrínsec mitjançant impureses trivalents. Aquí, 'P' significa Positiu, on els forats del semiconductor són alts.
Dopatge semiconductor de tipus P
Formació de semiconductors de tipus P
El semiconductor del Si és un element tetravalent i l’estructura comuna del cristall inclou 4 enllaços covalents de 4 electrons externs. A Si, els elements del grup III i V són els dopants més habituals. Els elements del grup III inclouen 3 electrons externs que funcionen com a acceptors quan s’utilitzen per dopar Si.
Una vegada que un àtom acceptor canvia un àtom de Si tetravalent el cristall , llavors es pot crear un forat d'electrons. És un tipus de portador de càrrega responsable de generar corrent elèctric dins de materials semiconductors.
Els portadors de càrrega d’aquest semiconductor estan carregats positivament i es mouen d’un àtom a un altre dins de materials semiconductors. Els elements trivalents que s’afegeixen a un semiconductor intrínsec crearan forats d’electrons positius dins de l’estructura. Per exemple, un cristall de Si que es dopa amb elements del grup III com el bor crearà un semiconductor de tipus p, però un cristall dopat amb un element del grup V com el fòsfor crearà un semiconductor de tipus n. El conjunt no. de forats pot ser igual al núm. de llocs donants (p ≈ NA). Els portadors de càrrega majoritaris d’aquest semiconductor són forats mentre que els portadors de càrrega minoritaris són electrons.
Diagrama energètic de semiconductors de tipus P.
A continuació es mostra el diagrama de la banda d’energia semiconductora de tipus p. El núm. de forats dins de l'enllaç covalent es poden formar al cristall afegint la impuresa trivalent. Una quantitat menor de electrons també serà accessible des de la banda de conducció.
Diagrama de la banda d’energia
Es generen una vegada que l'energia tèrmica a temperatura ambient s'imparteix cap al cristall Ge per formar els parells de parells electró-forat. No obstant això, els portadors de càrrega són superiors als electrons de la banda de conducció a causa de la majoria de forats en comparació amb els electrons. Per tant, aquest material es coneix com a semiconductor de tipus p on la ‘p’ denota el material + Ve.
Conducció a través de semiconductors de tipus P.
En aquest semiconductor, el núm. de forats es poden formar a través de la impuresa trivalent. La diferència de potencial que es dóna al semiconductor es mostra a continuació.
Els portadors de càrrega majoritaris disponibles dins de la banda de valència estan dirigits en direcció al terminal -Ve. Quan el flux de corrent a través del cristall es realitza pels forats, llavors aquest tipus de conductivitat s’anomena conductivitat positiva o tipus p. En aquest tipus de conductivitat, els electrons externs poden fluir d'un covalent a un altre.
La conductivitat del tipus p és gairebé inferior al semiconductor de tipus n. Els electrons existents dins de la banda de conducció del semiconductor de tipus n són més variables si es comparen amb els forats de la banda de valència d’un semiconductor de tipus p. La mobilitat del forat és menor quan estan més lligats cap al nucli. La formació de forats d’electrons es pot fer fins i tot a temperatura ambient. Aquests electrons estaran disponibles en petites quantitats i transportaran menys quantitat de corrent dins d’aquests semiconductors.
Preguntes freqüents
1). Quin és l'exemple d'un semiconductor de tipus p?
El gal o bor és un exemple de semiconductor de tipus p
2). Quins són els transportistes de càrrega majoritaris de tipus p?
Els forats són els transportistes de càrrega majoritaris
3). Com es pot formar el dopatge de tipus p?
Aquest semiconductor es pot formar mitjançant un procés de dopatge de Si pur utilitzant impureses trivalents com el gal, el bor, etc.
4). Què és el semiconductor intrínsec i extrínsec?
El semiconductor que es troba en forma pura es coneix com a intrínsec i, quan s’afegeixen les impureses al semiconductor de manera intencionada per fer-lo conductor, es coneix com a extrínsec.
5). Quins són els tipus de semiconductors extrínsecs?
Són de tipus p i de tipus n
Per tant, tot això es tracta una visió general d’un semiconductor de tipus p que inclou el seu dopatge, formació, diagrama d’energia i conducció. Aquests semiconductors s’utilitzen per fabricar diversos components electrònics com díodes, làsers com l’heterojunció i l’homo-funcionament, les cèl·lules solars, els BJT, els MOSFET i els LED. La combinació de semiconductors de tipus p i de tipus n es coneix com a díode i s’utilitza com a rectificador. Aquí teniu una pregunta, anomeneu la llista de semiconductors de tipus p?
