<p>Cuando una pequeña cantidad de impureza pentavalente se agrega a un semiconductor puro proporcionando una gran cantidad de electrones libres en él, el semiconductor extrínseco así formado se conoce como Semiconductor tipo n. La conducción en el semiconductor de tipo n se debe a los electrones libres indicados por los átomos de impureza pentavalente.
Estos electrones son los electrones libres en exceso con respecto al número de electrones libres necesarios para llenar los enlaces covalentes en los semiconductores.
La adición de impurezas pentavalentes como el arsénico y el antimonio proporciona una gran cantidad de electrones libres en el cristal semiconductor. Tales impurezas que producen semiconductores de tipo n se conocen como Impurezas del donante.
Se les llama impurezas donantes porque cada átomo de ellos dona un cristal de electrones libres.
Cuando algunas impurezas pentavalentes como Arsénico cuyo número atómico es 33que se clasifica como 2, 8, 15 y 5. Tiene cinco electrones de valencia, que se añade al cristal de germanio. Cada átomo de la impureza cabe en cuatro átomos de germanio como se muestra en la figura de arriba.
Por lo tanto, cada átomo de arsénico proporciona un electrón libre en el cristal de germanio. Dado que una cantidad extremadamente pequeña de arsénico, la impureza tiene una gran cantidad de átomos; proporciona millones de electrones libres para la conducción.
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Diagrama de energía del semiconductor tipo n
El diagrama de nivel de energía del semiconductor de tipo n se muestra en la siguiente figura:
Una gran cantidad de electrones libres están disponibles en la banda de conducción debido a la adición de la impureza pentavalente. Estos electrones son electrones libres que no cabían en los enlaces covalentes del cristal. Sin embargo, una pequeña cantidad de electrones libres está disponible en la banda de conducción formando pares hueco-electrón.
Los siguientes puntos son importantes en el caso del semiconductor de tipo n:
- La adición de impurezas pentavalentes da como resultado una gran cantidad de electrones libres.
- Cuando se imparte energía térmica a temperatura ambiente al semiconductor, se genera un par de electrones huecos y, como resultado, queda disponible una pequeña cantidad de electrones libres. Estos electrones dejan huecos en la banda de valencia.
- Aquí n representa material negativo ya que el número de electrones libres proporcionados por la impureza pentavalente es mayor que el número de huecos.
Conducción a través de semiconductores tipo n
En el semiconductor de tipo n, una gran cantidad de electrones libres están disponibles en la banda de conducción que son donados por los átomos de impureza. La siguiente figura muestra el proceso de conducción de un semiconductor de tipo n:
Cuando se aplica una diferencia de potencial a través de este tipo de semiconductor, los electrones libres se dirigen hacia los terminales positivos. Transporta una corriente eléctrica. Como el flujo de corriente a través del cristal está constituido por electrones libres que son portadores de la carga negativa, por lo tanto, este tipo de conductividad se conoce como negativo o conductividad tipo n.
Los pares electrón-hueco se forman a temperatura ambiente. Estos agujeros que están disponibles en pequeñas cantidades en la banda de valencia también consisten en una pequeña cantidad de corriente. A efectos prácticos, esta corriente se desprecia.
Ver también: Semiconductor tipo p
