All detail's for N-type Semiconductor Hindi

 एक N-type Semiconductor को एक प्रकार के बाहरी अर्धचालक के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसमें पेंटावैलेंट अशुद्धता तत्व के साथ डोप किया जाता है, जिसके वैलेंस शेल में पांच इलेक्ट्रॉन होते हैं। पेंटावैलेंट अशुद्धता या डोपेंट तत्व एन-टाइप सेमीकंडक्टर में चालन के लिए इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ाने के लिए जोड़े जाते हैं।

N-type Semiconductor in Hindi

• Doping in N-type Semiconductor

एन-टाइप सेमीकंडक्टर पेंटावैलेंट अशुद्धता तत्वों के साथ डोप किया गया है। पंचसंयोजी तत्वों के संयोजकता कोश में पाँच इलेक्ट्रॉन होते हैं। पेंटावैलेंट अशुद्धियों के उदाहरण फॉस्फोरस (पी), आर्सेनिक (एएस), एंटीमनी (एसबी) हैं। पेंटावैलेंट अशुद्धता को एन-टाइप सेमीकंडक्टर में बहुत ही मिनट के अंश में जोड़ा जाता है जैसे कि मूल आंतरिक अर्धचालक की क्रिस्टल संरचना परेशान नहीं होती है। 

पेंटावैलेंट अशुद्धता परमाणु चार सिलिकॉन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंधन बनाता है और एक इलेक्ट्रॉन किसी भी सिलिकॉन परमाणु से बंध नहीं होता है। प्रत्येक पेंटावैलेंट अशुद्धता परमाणु एन-प्रकार के अर्धचालक को एक इलेक्ट्रॉन दान करता है इसलिए इसे दाता अशुद्धता कहा जाता है। इस प्रकार, N-प्रकार के अर्धचालक में इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिक होती है।

• N-type Semiconductor Example

सिलिकॉन (सी) जैसे आंतरिक अर्धचालक पदार्थ में 2,8,4 के विन्यास के साथ 14 इलेक्ट्रॉन होते हैं और जर्मेनियम (जीई) में 2,8,18,4 के विन्यास के साथ 32 इलेक्ट्रॉन होते हैं। प्रत्येक परमाणु को अपने संयोजकता कोश में स्थिर रहने के लिए 8 इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है। 

इसलिए आंतरिक अर्धचालक परमाणुओं में सहसंयोजक बंधन होते हैं जो कि उनके परमाणु संरचना को संतुलित करने के लिए 8 इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने के लिए पास के परमाणु के इलेक्ट्रॉनों को साझा करने पर आधारित होते हैं।

N-type Semiconductor in Hindi

इस शुद्ध सिलिकॉन क्रिस्टल जाली को एंटीमनी (एसबी) जैसे पेंटावैलेंट अशुद्धता तत्व के साथ डोपिंग करके एक N-type Semiconductor बनाया जाता है।

 एन-टाइप सेमीकंडक्टर में पेंटावैलेंट अशुद्धता तत्व एंटीमनी (एसबी) का परमाणु सिलिकॉन परमाणुओं के बीच में होता है। वैलेंस शेल में सिलिकॉन परमाणुओं के चार इलेक्ट्रॉन होते हैं। प्रत्येक सिलिकॉन परमाणु प्रचलित अशुद्धता परमाणु के एक इलेक्ट्रॉन के साथ एक सहसंयोजक बंधन बनाता है।

सुरमा (Sb) अशुद्धता तत्व इलेक्ट्रॉन केवल चार सिलिकॉन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंध बनाता है। 

अशुद्धता परमाणु का पाँचवाँ इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल जालक में किसी अर्धचालक परमाणु से बंध नहीं होता है। यह इलेक्ट्रॉन अपने मूल अशुद्धता परमाणु से शिथिल रूप से बंधा होता है। 

इस प्रकार, जैसा कि बाहरी वोल्टेज या गर्मी लागू होती है, यह पांचवां इलेक्ट्रॉन आसानी से मूल परमाणु के साथ अपने बंधन को तोड़ देता है और चालन में भाग लेता है। यह पांचवां इलेक्ट्रॉन प्रमुख रूप से एन-टाइप सेमीकंडक्टर में करंट में योगदान देता है। एन-टाइप सेमीकंडक्टर में इलेक्ट्रॉन बन जाते हैं बहुसंख्यक वाहक।

Energy Diagram of n-Type Semiconductor in Hindi

ऊर्जा आरेख दो ऊर्जा बैंड, वैलेंस बैंड और चालन बैंड का प्रतिनिधित्व करता है। ऊर्जा आरेख में वैलेंस बैंड में इलेक्ट्रॉन उन इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो परमाणु के वैलेंस बैंड में होते हैं और वे अभी भी मूल परमाणु से बंधे होते हैं। ऊर्जा आरेख में चालन बैंड में इलेक्ट्रॉन उन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं जो चालन में भाग लेते हैं। संयोजकता और चालन बैंड के बीच ऊर्जा अंतराल को निषिद्ध बैंड या बैंड गैप कहा जाता है।

Energy Diagram of n-Type Semiconductor

एन-टाइप सेमीकंडक्टर में पेंटावेलेंट अशुद्धता के कारण जाली संरचना में कई ढीले बंधुआ इलेक्ट्रॉन उपलब्ध होते हैं। जैसे ही वोल्टेज लगाया जाता है, ये इलेक्ट्रॉन सहसंयोजक बंधों से मुक्त हो जाते हैं और संचालन के लिए तैयार होते हैं। इन इलेक्ट्रॉनों को कंडक्शन बैंड में दर्शाया गया है। 

n-Type Semiconductor in Hindi

जब एक निश्चित मात्रा में वोल्टेज लगाया जाता है, तो ये इलेक्ट्रॉन निषिद्ध अंतराल को पार करने के लिए ऊर्जा प्राप्त करते हैं और वैलेंस बैंड को कंडक्शन बैंड में प्रवेश करने के लिए छोड़ देते हैं। वैलेंस बैंड में बहुत कम संख्या में छेद बनते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉन वैलेंस बैंड को कंडक्शन बैंड में प्रवेश करने के लिए छोड़ देता है। फर्मी स्तर कंडक्शन बैंड के पास होता है क्योंकि अधिक संख्या में इलेक्ट्रॉन कंडक्शन बैंड में प्रवेश करते हैं।

Conduction through N-type Semiconductor in Hindi

एन-टाइप सेमीकंडक्टर के माध्यम से चालन मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों के कारण होता है। पेंटावैलेंट डोनर अशुद्धता ने जाली संरचना को अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्रदान किए हैं। जैसे ही वोल्टेज लगाया जाता है या अर्धचालक बाहरी गर्मी के अधीन होता है, इलेक्ट्रॉन ऊर्जा प्राप्त करते हैं। इलेक्ट्रॉन सहसंयोजक बंधों को तोड़ते हैं और अधिक इलेक्ट्रॉनों को चालन बैंड में छोड़ा जाता है। इलेक्ट्रॉन जो अपने सहसंयोजक बंधन से अलग हो जाता है, अपने स्थान पर एक रिक्त स्थान या छिद्र छोड़ देता है।

चूंकि ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन एक छिद्र छोड़ता है, यह रिक्त स्थान अन्य इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है। इसलिए छेद को सकारात्मक चार्ज माना जाता है। इस प्रकार N-प्रकार के कंडक्टर में दो प्रकार के वाहक होते हैं, ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन और धनात्मक आवेशित छिद्र। N-प्रकार के अर्धचालक में इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिक होती है और इसलिए उन्हें बहुसंख्यक वाहक कहा जाता है और छिद्रों को अल्पसंख्यक वाहक कहा जाता है क्योंकि वे संख्या में कम होते हैं। N-प्रकार के अर्धचालक में इलेक्ट्रॉनों द्वारा गठित धारा को बहुसंख्यक वाहक धारा कहा जाता है और छिद्रों द्वारा गठित धारा को अल्पांश आवेश धारा कहा जाता है।

जब एक सहसंयोजक बंधन टूट जाता है और इलेक्ट्रॉन उसके स्थान पर एक छेद छोड़ देते हैं, तो कुछ अन्य इलेक्ट्रॉन अपने सहसंयोजक बंधन से अलग हो जाते हैं और इस छेद की ओर आकर्षित हो जाते हैं। इस प्रकार इलेक्ट्रॉन और छिद्र विपरीत दिशाओं में चलते हैं। इलेक्ट्रॉन बैटरी के धनात्मक टर्मिनल की ओर आकर्षित होते हैं और छिद्र बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल की ओर आकर्षित होते हैं। जैसे ही इलेक्ट्रॉन और छिद्र जाली के माध्यम से यात्रा करते हैं, एन-टाइप सेमीकंडक्टर में अनुसरण करना शुरू कर देते हैं।

FAQ For n-type semiconductors in Hindi

Q.1: n-type semiconductor in Hindi?

Ans : सिलिकॉन और जर्मेनियम जैसे सेमीकंडक्टर सामग्री में पेंटावैलेंट अशुद्धियों को मिलाकर n-प्रकार का अर्धचालक बनाया जाता है। यह पेंटावैलेंट अशुद्धियाँ फॉस्फोरस, सुरमा और आर्सेनिक हो सकती हैं, यह अशुद्धियाँ मुक्त इलेक्ट्रॉनों का योगदान करती हैं, जिससे आंतरिक अर्धचालक की चालकता बहुत बढ़ जाती है। एन-टाइप सामग्री में, बैंड गैप के शीर्ष के पास इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तर होते हैं ताकि वे आसानी से कंडक्शन बैंड में उत्तेजित हो सकें। इस मामले में, इलेक्ट्रॉन बहुसंख्यक वाहक होते हैं और छिद्र अल्पसंख्यक वाहक होते हैं।