سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
امّا این امكان وجود دارد كه یك عنصر ٥ ظرفیتی بعنوان ناخالصی به آن اضافه كنیم. به عنوان مثال (همانطور كه در شكل زیر می بینید) جای بعضی از اتم های سیلیسیوم، اتم آرسنیك قرار داده شده است. ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : مجید محسنی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

نیمرسانای نوع n

در این قسمت می خواهیم چگونگی ساخت یك نیمرسانای نوع n  را بررسی كنیم. نیمرسانای سیلیسیوم یك عنصر چهار ظرفیتی است.  در 1m3 از این عنصر 1028 اتم وجود دارد و در اثر تحریك گرمایی تعدادی الكترون از قید هسته آزاد می شوند (در حدود 1019 الكترون كه بسیار كم است). از طرفی در اثر این تحریك تعداد الكترون های رسانش و تعداد حفره ها با هم برابر هستند.

 

امّا این امكان وجود دارد كه یك عنصر 5 ظرفیتی به عنوان ناخالصی به آن اضافه كنیم. به عنوان مثال (همان طور كه در شكل زیر می بینید) جای بعضی از اتم های سیلیسیوم، اتم آرسنیك قرار داده شده است.

 

              

 

همان طور كه در شكل بالا مشخص است به ازای هر اتم آرسنیك یك الكترون آزاد خواهیم داشت و این باعث می شود تعداد الكترون های رسانش افزایش یابد. حتی اگر مقدار ناخالصی كم باشد (به عنوان مثال اگر به ازای هر یك میلیون اتم سیلیسیوم یك اتم آرسنیك اضافه گردد) آنگاه در 1m3 حدود 1022 الكترون آزاد اضافه خواهد شد و بدین ترتیب تعداد الكترون های آزاد 1000 برابر شده است.

 

حال اگر چنین نیمرسانایی در میدان الكتریكی قرار گیرد آنگاه الكترون های رسانش (كه تعدادشان خیلی بیشتر از حفره ها است) رسانش الكتریكی را به عهده خواهند گرفت. به همین علت به چنین نیمرسانایی، نیمرسانای نوع n گفته می شود چرا كه عاملِ رسانش الكترون های آزاد با بار منفی (negative) هستند.

ساختار نواری نیمرسانای نوع n  به صورت زیر است.

 

 

همان طور كه می بینید حضور آرسنیك باعث می شود یك تراز انرژی با نام تراز انرژی بخشنده در نزدیكی نوار رسانش ایجاد شود كه فاصله انرژی آن تا نوار رسانش در حدود 0/01eV است. بنابراین الكترون های روی این تراز با اندكی تحریك گرمایی (داشتن دمایی ولو كم) به نوار رسانش انتقال می یابند.

 


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: مریم فروزان کیا

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین