شبه موصل خارجي
شبه الموصل الخارجي extrinsic هو واحد one that has been doped، أي into which a عامل إشابة has been introduced, giving it different electrical properties than the شبه موصل (نقي) داخلي. تلك الإشابة تتضمن اضافة dopant atoms to an intrinsic semiconductor, which changes the electron and hole carrier concentrations of the semiconductor at thermal equilibrium, the temperature at which two adjacent substances exchange no heat energy. Dominant carrier concentrations in an extrinsic semiconductor classify it as either an n-type أو p-type semiconductor. الخصائص الكهربائية لأشباه الموصلات الخارجية تجعلهم مكونات ضرورية في العديد من الأجهزة الإلكترونية.
شبه الموصل الخارجي هو شبه موصل تحول من كونه شبه موصل داخلي إلى خارجي بعد إجراء عمليةتشويب تغير من خصائصه الإلكترونية عن طريق إخلاف تراكيز الإلكترونات و الفجوات لشبه الموصل عند درجة التوازن الحراري و تنقسم شبه الموصلات الخارجية إلى نوعين حسب مادة التشويب :
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
تأشيب شبه الموصل
| شبه موصل داخلي | Donor atoms | Acceptor atoms | |
|---|---|---|---|
| أشباه موصلات المجموعة IV | سليكون, جرمانيوم | فسفور، زرنيخ، أنتيمون | بورون, ألومنيوم، گاليوم |
| أشباه موصلات المجموعة III-V | فوسفيد الألومنيوم, زرنيخيد الألومنيوم، زرنيخيد الگاليوم، نيتريد الگاليوم | سلنيوم، تلوريوم، سليكون، جرمانيوم | بريليوم، زنك، كادميوم، سليكون، جرمانيوم |
نوعا أشباه الموصلات
أشباه الموصلات النمط N
N-type semiconductors have a larger electron concentration than hole concentration. The term n-type comes from the negative charge of the electron. In n-type semiconductors, electrons are the majority carriers and holes are the minority carriers. N-type semiconductors are created by doping an intrinsic semiconductor with donor impurities (or doping a p-type semiconductor as done in the making of CMOS chips). A common dopant for n-type silicon is phosphorus. In an n-type semiconductor, the مستوى فرمي is greater than that of the intrinsic semiconductor and lies closer to the conduction band than the valence band.
أشباه الموصلات النمط P
شبه الموصل الموجب رمزه م هو شبه موصل داخلي تم تشويبه عن طريق إضافة مادة متقبلة من إحدى مواد المجموعة الثالثة في الجدول الدوري و التي تحتوي ثلاثة إلكترونات تكافؤ كالألمونيوم إلى المادة النقية فعندما تحل ذرة المادة المتقبلة الثلاثية محل إحدى ذرات المادة النقية و تتشكل رابطة تساهمية بين ثلاث إلكترونات من ذرة المادة النقية و ثلاث إلكترونات ذرة المادة الشائبة بينما تبقى الرابطة الرابعة غير مكتملة مما يؤدي إلى تكون فجوة إلكترونية و بذلك سيحتوي شبه الموصل على عدد أكبر من الفجوات الإلكترونية عددها يساوي عدد الذرات الشائبة
استخدام أشباه الموصلات الخارجية
Extrinsic semiconductors are components of many common electrical devices. A semiconductor diode (devices that allow current in only one direction) consists of p-type and n-type semiconductors placed in junction with one another. Currently, most semiconductor diodes use doped silicon or germanium.
Transistors (devices that enable current switching) also make use of extrinsic semiconductors. Bipolar junction transistors (BJT), which amplify current, are one type of transistor. The most common BJTs are NPN and PNP type. NPN transistors have two layers of n-type semiconductors sandwiching a p-type semiconductor. PNP transistors have two layers of p-type semiconductors sandwiching an n-type semiconductor.
Field-effect transistors (FET) are another type of transistor which amplify current implementing extrinsic semiconductors. As opposed to BJTs, they are called unipolar because they involve single carrier type operation – either N-channel or P-channel. FETs are broken into two families, junction gate FET (JFET), which are three terminal semiconductors, and insulated gate FET (IGFET), which are four terminal semiconductors.
Other devices implementing the extrinsic semiconductor:
انظر أيضاً
المراجع
- Neamen, Donald A. (2003). Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles (3rd ed.). McGraw-Hill Higher Education. ISBN 0-07-232107-5.