puolijohdetyypit

Puolijohteet ovat materiaaleja, joiden sähkönjohtavuus on suurempi kuin eristeiden, mutta pienempi kuin johtimien. Tämä ainutlaatuinen ominaisuus tekee niistä keskeisiä komponentteja elektroniikassa. Puolijohteita on kahta päätyyppiä: tyypin n ja tyypin p.

Tyypin n-puolijohteet, joita kutsutaan myös negatiivisiksi puolijohteiksi, syntyvät, kun alkuaineeseen, kuten piiin, lisätään epäpuhtauksia, joissa on enemmän valenssielektroneja kuin piissä itsessään. Yleisiä epäpuhtauksia ovat fosfori tai arseeni. Nämä ylimääräiset elektronit ovat vapaasti liikkuvia ja voivat kuljettaa sähkövarausta, mikä johtaa suurempaan johtavuuteen. Elektronit ovat tyypin n-puolijohteiden pääasiallisia varauksenkuljettajia.

Tyypin p-puolijohteet, joita kutsutaan myös positiivisiksi puolijohteiksi, muodostuvat, kun piin kaltaiseen materiaaliin lisätään epäpuhtauksia, joissa on vähemmän valenssielektroneja kuin piissä. Tällaisia epäpuhtauksia ovat esimerkiksi boori tai gallium. Nämä epäpuhtaudet luovat "aukkoja" tai tyhjiä elektronipaikkoja materiaaliin. Kun sähkökenttä kytketään, viereiset elektronit voivat siirtyä näihin aukkoihin, luoden vaikutelman, että aukot liikkuvat. Aukot toimivat positiivisina varauksenkuljettajina tyypin p-puolijohteissa.

Puolijohdetyyppien yhdistelmää, tyypin n ja tyypin p, käytetään perustana monille elektronisille laitteille, kuten diodit ja transistorit. Näiden laitteiden toiminta perustuu tyypin n ja tyypin p puolijohteiden rajapinnalle, jota kutsutaan p-n-liitokseksi. Tämä liitos mahdollistaa virran kulun vain yhteen suuntaan, mikä on ratkaisevaa digitaalisen elektroniikan peruslogiikan toteuttamisessa.