그만큼 반도체 재료 Ge (게르마늄) 및 Si (실리콘)와 같은 원자가 쉘 (외부 쉘)에 4 개의 전자를 포함합니다. 이러한 전자를 사용하여 반도체 원자, 결합은 인접한 원자와 함께 형성 될 수 있습니다. 유사하게, 일부 물질은 원자가 껍질에 5 개의 전자를 포함하며 비소 또는 인과 같은 5가 물질로 알려져 있습니다. 따라서 이러한 재료는 주로 n 형 반도체를 만드는 데 사용됩니다. 4 전자 불순물은 인접한 실리콘 원자를 사용하여 결합을 형성 할 수 있습니다. 따라서 이것은 하나의 자유 전자를 남기고 결과 물질에는 없음이 포함됩니다. 자유 전자의. 전자가 –Ve 전하 캐리어 인 경우 재료는 n 형 반도체로 알려져 있습니다. 이 기사에서는 n 형 반도체에 대한 개요를 설명합니다.

N 형 반도체 란?

정의: N 형 반도체 재료는 전자 Si와 같은 반도체에 불순물을 첨가하여 형성 할 수 있으며 Ge는 n 형 반도체로 알려져 있습니다. 여기서 반도체에 사용되는 도너 불순물은 비소, 인, 비스무트, 안티몬 등입니다. 이름에서 알 수 있듯이 도너는 반도체에 자유 전자를 제공합니다. 이렇게함으로써 물질 내에서 전도를 위해 더 많은 전하 캐리어가 형성 될 수 있습니다.

n 형 반도체 예 Sb, P, Bi 및 As입니다. 이 물질은 외부 껍질에 5 개의 전자를 포함합니다. 네 개의 전자는 인접한 원자를 사용하여 공유 결합을 만들고 다섯 번째 전자는 전류 캐리어처럼 접근 할 수 있습니다. 그래서 불순물 원자를 도너 원자라고합니다.

이 반도체에서는 정공과 전자의 이동으로 인해 전류가 흐르게됩니다. 따라서이 반도체에서 대부분의 전하 캐리어는 전자이고 소수 전하 캐리어는 정공입니다.

N 형 반도체 도핑

n 형 반도체는 대부분의 전하 캐리어가 음의 전자이기 때문에 도너 원자로 도핑됩니다. 실리콘은 4가 원소이므로 일반 결정의 구조는 4 개의 외부 전자로부터 4 개의 공유 결합을 포함합니다. Si에서 가장 자주 사용되는 도펀트는 III 족 및 V 족 원소입니다.

N 형 반도체 도핑

여기서 5가 원소는 V 족 원소입니다. 여기에는 5 개의 원자가 전자가 포함되어 있으며 기증자 역할을 할 수 있습니다. 안티몬, 인 또는 비소와 같은 이러한 원소의 수는 자유 전자를 제공하여 고유 반도체 전도도를 크게 증가시킵니다. 예를 들어 Si 결정에 붕소와 같은 III 족 원소가 도핑되면 p 형 반도체가 생성되지만 Si 결정은 V 족 원소로 도핑됩니다.인과 같은 것이 아니라면 n 형 반도체를 만들 것입니다.

전도 전자의 지배는 전적으로 no. 도너 전자의. 따라서 전체 아니오. 전도 전자의 수는 no. 기증자 부위 (n≈ND). 에너지가 공급 된 도너 사이트가 전자 전도의 균형을 맞출 때 반도체 재료의 전하 중성이 유지 될 수 있습니다. 한 번 아니오. 전자 전도가 증가하면 홀의 수가 감소합니다.

각 밴드의 캐리어 농도 불균형은 홀과 전자의 수를 통해 표현할 수 있습니다. n 형에서 전자는 대부분의 전하 캐리어 인 반면 정공은 소수 전하 캐리어입니다.

N 형 반도체의 에너지 다이어그램

그만큼 에너지 밴드 이 반도체의 다이어그램은 다음과 같습니다. 5가 물질을 추가하기 때문에 자유 전자가 전도대에 존재합니다. 결정의 공유 결합에서 이러한 전자는 맞지 않았습니다. 그러나 전도대 내에서 전자-정공 쌍을 형성하기 위해 적은 수의 전자를 사용할 수 있습니다. 반도체의 핵심은 5가 물질을 첨가하면 자유 전자의 수를 유발할 수 있다는 것입니다.

에너지 다이어그램

실온에서 열 에너지는 반도체로 전달되고 전자-정공 쌍이 생성 될 수 있습니다. 결과적으로 적은 수의 자유 전자를 사용할 수 있습니다. 이 전자는 가전 자대 내의 정공 후에 떠날 것입니다. 여기서‘n’은 부정적 소재 일 때입니다. 5가 물질을 통해 제공되는 자유 전자의 수는 no. 구멍의.

N 형 반도체를 통한 전도

이 반도체의 전도는 전자에 의해 발생할 수 있습니다. 전자가 구멍을 떠날 때 다른 전자가 공간을 끌어 당깁니다. 따라서 구멍은 + vely 충전 된 것으로 간주됩니다. 그래서이 반도체는 + vely 하전 된 홀과 음으로 하전 된 전자 같은 두 종류의 캐리어를 포함합니다. 전자는 다수 캐리어라고 부르는 반면, 홀은 정공에 비해 전자 수가 더 많기 때문에 소수 캐리어라고합니다.

공유 결합이 부수고 전자가 구멍에서 멀어지면 다른 전자가 결합에서 떨어져이 구멍으로 끌립니다. 따라서 정공과 전자는 역방향으로 이동합니다. 전자는 배터리의 + ve 단자쪽으로 끌리는 반면 구멍은 배터리의 -ve 터미널쪽으로 끌립니다.