Revista semiconductor: un semiconductor de impureza se puede obtener incorporando una pequeña cantidad de elementos de impureza en el semiconductor intrínseco mediante un proceso de difusión.
El semiconductor de tipo N y el semiconductor de tipo P pueden formarse de acuerdo con el elemento de impureza dopado, y la conductividad del semiconductor de impureza puede controlarse controlando la concentración del elemento de impureza.
Semiconductor de tipo N: un semiconductor de tipo N se forma incorporando un elemento de valencia (como el fósforo) en un cristal de silicio puro para reemplazar la posición del átomo de silicio en la red cristalina.
Como la capa más externa del átomo de impureza tiene cinco electrones de valencia, además de formar un enlace covalente con el átomo de silicio circundante, se agrega un electrón más. Los electrones adicionales no están unidos por enlaces covalentes y se convierten en electrones libres. En el semiconductor de tipo N, la concentración de electrones libres es mayor que la concentración de agujeros, por lo que los electrones libres se denominan portadores mayoritarios, y los agujeros son portadores minoritarios. Dado que un átomo de impureza puede proporcionar electrones, se denomina átomo donador. Semiconductor de tipo P: un semiconductor de tipo P se forma al dopar un elemento trivalente (como el boro) en un cristal de silicio puro para reemplazar la posición del átomo de silicio en la red cristalina.
Dado que la capa más externa del átomo de impureza tiene tres electrones de valencia, cuando forman un enlace covalente con el átomo de silicio circundante, se genera una "vacante". Cuando el electrón más externo del átomo de silicio llena la vacante, su enlace covalente se crea un agujero en él. Por lo tanto, en el semiconductor de tipo P, los orificios son de múltiples partes y los electrones libres son minoritarios. Dado que las vacantes en los átomos de impureza absorben electrones, se les llama átomos aceptores.
Unión PN
Unión PN: los semiconductores de tipo P y los semiconductores de tipo N se fabrican en la misma oblea de silicio utilizando diferentes procesos de dopaje, y se forma una unión PN en su interfaz.
Movimiento de difusión: la sustancia siempre se mueve desde un lugar donde la concentración es alta a una concentración baja, y el movimiento debido a la diferencia en la concentración se convierte en un movimiento de difusión. Cuando un semiconductor de tipo p y un semiconductor de tipo N se fabrican juntos, en su interfaz, la diferencia de concentración entre los dos portadores es grande, y por lo tanto los orificios en la región P se difunden necesariamente hacia la región N, y al mismo tiempo tiempo, la región N Los electrones libres también se difunden inevitablemente en la región P. Dado que los electrones libres difundidos en la región P coinciden con los agujeros, y los agujeros difundidos en la región N se ajustan a los electrones libres, la concentración de los iones múltiples disminuye cerca de la interfaz, y aparecen iones negativos en la región P. En la región, la región de iones positivos aparece en la región N, y son inamovibles, y se convierten en cargas espaciales para formar un campo eléctrico incorporado ε.
A medida que avanza el movimiento de difusión, se amplía la región de carga espacial y se mejora el campo eléctrico incorporado. La dirección es de la región N a la región P, que simplemente organiza el movimiento de difusión.
Movimiento de deriva: Bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico, el movimiento de los portadores se llama movimiento de deriva.
Cuando se forma la región de carga espacial, bajo la acción del campo eléctrico incorporado, la minoría tiene un movimiento de deriva, los agujeros se mueven desde la región N a la región P, y los electrones libres se mueven desde la región P a la N región. En ninguna parte del campo eléctrico y otras excitaciones, el número de múltiples subpartes que participan en el movimiento de difusión es igual al número de niños minoritarios que participan en el movimiento de deriva, logrando así un equilibrio dinámico y formando una unión PN. En este momento, la región de carga espacial tiene un cierto ancho, y la diferencia de potencial es ε = Uho, la corriente es cero.