Kas yra išoriniai puslaidininkiai?

Išoriniai puslaidininkiai yra iš dalies laidžios ir iš dalies izoliacinės medžiagos, kurios buvo chemiškai pakeistos, kad būtų neneutralus elektros krūvis. Jie yra puslaidininkinių įtaisų statybiniai blokai. Išoriniai puslaidininkiai gaminami po sėkmingo vidinių puslaidininkių gamybos ir jų transformavimo į teigiamus (P) arba neigiamus (N) tipo puslaidininkius.

Kai iš silicio dioksido pašalinami deguonies atomai, galima išgauti gryną silicį. Šis grynas silicis, nors ir yra skysto pavidalo, lengvai reaguoja su deguonimi ir vėl tampa įprasto smėlio variantu. Naudojant specialią gamybos aplinką, pvz., vakuume arba nereaguojančiose dujose, silicio medžiaga gali būti labai gryna. Visi nepageidaujami kitų elementų ir junginių pėdsakai taip pat yra atskiriami, kad būtų gautas grynas silicis. Silicis tirpsta maždaug 2,577 1,414 ° F (apie XNUMX XNUMX ° C) temperatūroje, todėl išoriniams puslaidininkiams gaminti reikalinga speciali įranga ir technologija.

Pats grynas silicis turi būti legiruotas, kad jis visam laikui neišliktų kaip vidinis puslaidininkis. Dopingas apima papildomų kontroliuojamų priemaišų įterpimą į vidinį puslaidininkį, kai jis yra skysto pavidalo. Elektronikos pramonėje grynas silicis, veikiantis kaip vidinis puslaidininkis, turi būti paverstas išoriniu puslaidininkiu, kad jį būtų galima naudoti. Jei jis sukietėjo kaip vidinis, jį reikia vėl išlydyti, kad būtų sukurtas išorinis puslaidininkis. Kai vidinis puslaidininkis yra skysto pavidalo, kitas pasirinkimas yra sukurti P arba N tipo puslaidininkį, o tinkamais priemaišų elementais arba teisingai pasirinkus kontroliuojamas priemaišas, vidinis puslaidininkis tampa išoriniu puslaidininkiu arba legiruotu puslaidininkiu.

Išoriniai puslaidininkiai yra arba N tipo, arba P tipo, priklausomai nuo naudojamo priedo. Priemonė, tokia kaip boras, gali turėti tris elektronus ant išorinio atomo apvalkalo arba valentingumo, kad susidarytų P tipo puslaidininkis. Tie, kurie turi penkis valentinius elektronus, pavyzdžiui, fosforą, yra naudojami kaip priedai N tipo puslaidininkiui gaminti. Pridėjus boro į išlydytą gryną silicį nereaguojančioje aplinkoje, jis tampa P tipo puslaidininkiu arba elektronų akceptoriumi, o vidinį silicį sumaišius su fosforu sukuriamas N tipo puslaidininkis arba elektronų donoras. Vienas boro atomas ir net 10 milijonų silicio atomų yra tipiškas priemaišų kiekio vidiniame puslaidininkyje santykis.

Puslaidininkių gamykla tiekia komponentus su įvairiais išorinių puslaidininkių deriniais. Dviejų gnybtų diodas turi vieną PN jungtį arba sujungtą P tipo ir N tipo puslaidininkį. Labai didelio masto integraciniai lustai turi tūkstančius P tipo ir N tipo puslaidininkių sandūrų.