Perbedaan Antara Semikonduktor Tipe p dan Tipe n
Berbagai faktor seperti elemen doping, sifat elemen doping, pembawa mayoritas dan minoritas dalam semikonduktor tipe-p dan tipe-n.
Kerapatan elektron dan hole, tingkat energi dan tingkat Fermi, arah pergerakan pembawa mayoritas, dll. dipertimbangkan dalam menjelaskan perbedaan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n.
Apa itu Semikonduktor?
Bahan yang memiliki konduktivitas antara konduktor dan isolator disebut semikonduktor. Tingkat energi diinterpretasikan dalam bentuk pita dalam teori pita padatan. Berdasarkan teori ini, agar material dapat diatur, elektron dari pita valensi harus dapat naik ke pita konduksi (perhatikan bahwa "meningkat" di sini tidak menunjukkan elektron secara fisik bergerak ke atas, melainkan elektron yang mendapatkan sejumlah energi. yang terhubung dengan energi pita konduksi).
Menurut teori, logam, bahan konduktor memiliki struktur pita di mana pita valensi menutupi pita konduksi. Akibatnya, logam dapat dengan mudah menghantarkan listrik. Pada isolator, celah pita antara pita valensi dan pita konduksi cukup besar sehingga sulit bagi elektron untuk masuk ke pita konduksi.
Sebaliknya, semikonduktor memiliki celah kecil antara pita valensi dan konduksi. Dengan menaikkan suhu, adalah mungkin untuk memberikan elektron energi yang cukup yang memungkinkan mereka untuk melakukan perjalanan dari pita valensi ke pita konduksi. Kemudian, elektron dapat masuk ke pita konduksi, dan semikonduktor dapat menghantarkan listrik.
Semikonduktor intrinsik adalah komponen dengan empat elektron valensi per atom, yaitu unsur-unsur yang terjadi dalam "Grup-IV" dari tabel periodik, seperti germanium (Ge) dan silikon (Si). Setiap atom memiliki empat elektron valensi. Masing-masing elektron valensi ini dapat membuat ikatan kovalen dengan salah satu elektron valensi dalam atom tetangga.
Semua elektron valensi termasuk dalam ikatan kovalen. Sebenarnya, ini tidak terjadi: tergantung pada suhu, beberapa elektron dapat "memecah" ikatan kovalennya dan mengambil bagian dalam konduksi. Namun, dimungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan kemampuan konduktor semikonduktor dengan menambahkan sejumlah kecil pengotor ke semikonduktor, dengan cara yang disebut doping. Pengotor, yang ditambahkan ke semikonduktor intrinsik bernama dopan. Semikonduktor yang didoping berkomitmen sebagai semikonduktor ekstrinsik.
Perbedaan antara semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n diberikan di bawah ini dalam bentuk tabel.
Tabel Perbandingan
| Kelompok Elemen Doping | Pada semikonduktor tipe P unsur golongan III ditambahkan sebagai unsur doping. | Pada semikonduktor tipe n unsur golongan V ditambahkan sebagai unsur doping. |
| Sifat Unsur Doping | Pengotor yang ditambahkan menciptakan kekosongan elektron (lubang) yang disebut sebagai Atom Akseptor. | Pengotor yang ditambahkan memberikan elektron ekstra dan dikenal sebagai Atom Donor. |
| Jenis pengotor ditambahkan | Pengotor trivalen seperti Al, Ga, In dll ditambahkan. | Pengotor pentavalent seperti P, As, Sb, Bi dll ditambahkan. |
| Pembawa Mayoritas | Lubang adalah pembawa mayoritas | Elektron adalah pembawa mayoritas |
| Pembawa Minoritas | Elektron adalah pembawa minoritas | Lubang adalah pembawa minoritas |
| Kerapatan Elektron dan Lubang | Kerapatan lubang jauh lebih besar daripada kerapatan elektron. nh >> ne | Kerapatan elektron jauh lebih besar daripada kerapatan lubang. ne >> nh |
| Tingkat energi | Tingkat energi akseptor dekat dengan pita valensi dan jauh dari pita konduksi. | Tingkat energi donor dekat dengan pita konduksi dan jauh dari pita valensi. |
| Tingkat Fermi | Tingkat Fermi terletak di antara tingkat energi akseptor dan pita valensi. | Tingkat Fermi terletak di antara tingkat energi donor dan pita konduksi. |
| Pergerakan pembawa mayoritas | Pembawa mayoritas bergerak dari potensial yang lebih tinggi ke potensial yang lebih rendah. | Pembawa mayoritas bergerak dari potensi yang lebih rendah ke yang lebih tinggi. |
Semikonduktor tipe-p terbentuk ketika pengotor Trivalen ditambahkan ke semikonduktor murni. Demikian pula, ketika pengotor Pentavalent ditambahkan ke semikonduktor tipe-n semikonduktor murni diperoleh.
Perbedaan Kunci Antara Semikonduktor Tipe-p dan Tipe-n
1. Dalam semikonduktor tipe-p, unsur golongan III tabel periodik ditambahkan sebagai unsur doping, sedangkan pada tipe-n unsur golongan V adalah unsur doping.
2. Pengotor trivalen seperti Aluminium, Gallium, dan Indium ditambahkan dalam semikonduktor tipe-p, sedangkan dalam semikonduktor tipe-n Pengotor pentavalen seperti Arsenik, Antimon, Fosfor, Bismut, dll. ditambahkan.
3. Pengotor yang ditambahkan dalam semikonduktor tipe-p memberikan lubang tambahan yang dikenal sebagai atom Akseptor, sedangkan dalam semikonduktor tipe-n pengotor memberikan elektron tambahan dan disebut sebagai atom Donor.
4. Dalam semikonduktor tipe-p, pembawa mayoritas adalah lubang, dan pembawa minoritas adalah elektron. Dalam semikonduktor tipe-n, elektron adalah pembawa mayoritas, dan hole adalah pembawa minoritas.
5. Kerapatan elektron jauh lebih besar daripada kerapatan lubang pada semikonduktor tipe-n yang dilambangkan sebagai ne >> nh sedangkan, pada semikonduktor tipe-p kerapatan lubang jauh lebih besar daripada kerapatan elektron nh >> ne.
6. Dalam semikonduktor tipe-n, tingkat energi donor dekat dengan pita konduksi dan jauh dari pita valensi. Dalam semikonduktor tipe-p, tingkat energi akseptor dekat dengan pita valensi dan jauh dari pita konduksi.
7. Tingkat Fermi dari semikonduktor tipe-n terletak di antara tingkat energi donor dan pita konduksi sedangkan tingkat Fermi dari semikonduktor tipe-p terletak di antara tingkat energi akseptor dan pita valensi.
8. Pembawa mayoritas bergerak dari potensial yang lebih tinggi ke potensial yang lebih rendah pada tipe-p sedangkan, pada tipe-n, pembawa mayoritas bergerak dari potensial yang lebih rendah ke potensial yang lebih tinggi.
