Question

डोपिंग से अर्धचालकों की चालकता क्यों बढ़ जाती है?

Answer 1

व्यावहारिक उपयोग के लिए अर्धचालक की चालकता बहुत कम होती है छोटी अशुद्धता जोड़कर चालकता को बढ़ाया जा सकता है, इस प्रक्रिया को डोपिंग कहा जाता है। डोपिंग एक अशुद्धता के साथ किया जा सकता है जो कि इलेक्ट्रॉन समृद्ध या इलेक्ट्रॉन की कमी है।

n-प्रकार के अर्धचालक: सिलिकॉन या जर्मेनियम (समूह - 14) इलेक्ट्रॉन समृद्ध अशुद्धता (समूह - 15 तत्व जैसे पी या एएस) के साथ डोप किए गए n-प्रकार अर्धचालक कहलाते हैं। यहाँ चालकता अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन या विस्थानीयकृत इलेक्ट्रॉन के कारण है।

n-टाइप अर्धचालकों में चालकता में वृद्धि के लिए स्पष्टीकरण:

जब Si या Ge जैसे आंतरिक अर्धचालकों को P या As के रूप में पेंटावैलेंट तत्वों के साथ डोप किया जाता है, तो वे सिलिकॉन या जर्मेनियम क्रिस्टल में कुछ जाली साइटों पर कब्जा कर लेते हैं। पाँच में से चार इलेक्ट्रॉनों का उपयोग पड़ोसी सिलिकियन परमाणुओं के साथ चार सहसंयोजक बंधों के निर्माण में किया जाता है। पाँचवा इलेक्ट्रॉन अतिरिक्त होता है और निरूपित हो जाता है। ये विस्थानिकृत इलेक्ट्रॉन डोप सिलिकियन (या जर्मेनियम) की चालकता को बढ़ाते हैं।

p-प्रकार के अर्धचालक: इलेक्ट्रॉन की कमी वाली अशुद्धता (समूह 13 तत्व जैसे B या Al या Ga) के साथ डोप किए गए सिलिकॉन या जर्मेनियम (समूह - 14) को p-प्रकार अर्धचालक कहा जाता है। यहाँ चालकता धनावेशित इलेक्ट्रॉन छिद्रों के कारण है।

पी-टाइप अर्धचालकों में चालकता में वृद्धि के लिए स्पष्टीकरण:

इस मामले में B/In/Ga जैसे त्रिसंयोजक तत्वों के साथ नैज अर्धचालकों जैसे सिलिकियन या जर्मेनियम का डोपिंग, सिलिकियन या जर्मेनियम में चार इलेक्ट्रॉनों में से तीन डोपिंग अशुद्धता (यानी B/In/Ga) के साथ आबंध बनाते हैं। चौथा इलेक्ट्रॉन अबंधित रहता है। वह स्थान जहाँ चतुर्थ संयोजकता इलेक्ट्रॉन अनुपस्थित होता है, इलेक्ट्रॉन छिद्र या इलेक्ट्रॉन रिक्ति कहलाता है। पड़ोसी परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन आ सकता है और इलेक्ट्रॉन छेद को भर सकता है, लेकिन ऐसा करने पर यह अपनी मूल स्थिति में एक इलेक्ट्रॉन छेद छोड़ देगा। यदि ऐसा होता है तो ऐसा प्रतीत होता है कि इलेक्ट्रॉन छिद्र उस इलेक्ट्रॉन के विपरीत दिशा में चला गया है जिसने इसे भरा है। विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन छिद्रों के माध्यम से धन आवेशित प्लेट की ओर बढ़ेंगे, लेकिन ऐसा प्रतीत होगा जैसे कि इलेक्ट्रॉन धनात्मक रूप से आवेशित हैं और ऋणात्मक रूप से आवेशित प्लेट की ओर बढ़ रहे हैं।