1.6.3 Bahan Jenis N
Bahan jenis-n terhasil dengan mencampurkan atom bendasing yang
mempunyai 5 elektron valensi, dikenali sebagai atom pentavalent, seperti
antimoni, arsenic dan phosphorus. Kesemuanya dalam kumpulan V jadual
berkala. Apabila atom bendasing dicampurkan kepada bahan separuh
pengalir, akan terdapat lebihan elektron dalam bahan yang baru terbentuk. Ini
disebabkan oleh elektron valensi kelima dari atom bendasing tidak
membentuk ikatan kovalen dengan atom separuh pengalir. Elektron valensi ini
akan memasuki jalur pengaliran sebagai elektron bebas. Tidak ada lubang
yang terjadi melalui proses ini. Oleh kerana atom bendasing yang ditambah
telah menderma elektron lebihan, maka bahan bendasing dengan 5 elektron
valensi ini dipanggil atom penderma (donor). Bahan penderma terdop ini
dikenali sebagai bahan separuh pengalir jenis-n kerana elektron bebasnya
mempunyai cas negatif(pembawa arus negatif).
Rajah 1.10: Struktur Hablur Silikon
Apabila atom bendasing pentavalent menderma elektron lebihannya, ia akan
kehilangan satu elektron. Proses ini menjadikan atom tersebut tidak seimbang
(bilangan elektron kurang daripada bilangan proton) dan dikenali sebagai ion
positif atau penderma.
Selain itu, apabila germanium atau silikon didopkan dengan bendasing
pentavalens iaitu yang mempunyai lima elektron valensi, bahan
semikonduktor jenis N dihasilkan. Bendasing ini dinamakan penderma.
Contohnya, semikonduktor Ge intrinsik mempunyai empat elektron valensi
tiap-tiap atom. Dengan kemasukkan bendasing Sb yang mempunyai lima
elektron per atom, ini akan memyebabkan pembentukkan semikonduktor jenis
N. Atom Sb akan mengantikan atom Ge dalam hablur dan elektron yang
berlebihan akan tersedia untuk menjadi pembawa arus.
Rajah 1.11 menunjukkan sumbangan elektron bebas oleh atom Sb dan Rajah
1.12 menunjukkan silikon diserapkan dengan Arsenik, Manakala Rajah 1.13
pula menunjukkan ikatan kovalen yang terhasil apabila germanium didopkan
dengan arsenik.
Rajah 1.11 : Sumbangan elektron bebas oleh atom Sb
Rajah 1.12 : Silikon diserapkan dengan Arsenik
Rajah 1.13 : Ikatan kovalen Germanium didop dengan Arsenik
Dengan itu, semikonduktor ekstrinsik boleh dianggap sebagai pengalir arus
yang baik, tanpa bergantung kepada suhu, tetapi pada suhu amat rendah,
pembawa arus majoritinya ialah elektron bebas manakala pada suhu bilik,
terhasil sedikit hol dan dikenali sebagai pembawa arus minoriti. Ketumpatan
bendasing yang kecil akan menyebabkan perubahan besar dalam ciri-ciri
elektrik semikonduktor.
Rajah 1.14 : Pergerakan arus dalam bahan jenis N
Semikonduktor yang mengandungi penderma dikenali sebagai semikonduktor
jenis n kerana pembawa arus yang dibekalkan oleh bendasing tersebut
adalah cas-cas negatif. Apabila atom bendasing ini kehilangan satu elektron,
ia akan menjadi ion bercas positif. Ion ini tidak bergerak kerana ia dipegang
oleh empat ikatan kovalen Ge jiran dan dengan itu, ion ini tidak memberi apaapa
sumbangan pada pengaliran elektrik. Elektron yang terlepas dari orbitnya
dan menjadi elektron pembawa arus negatif. Sekiranya lebih banyak
bendasing pentavalens diserap maka lebih banyak lagi elektron bebas.
