अशुद्ध अर्धचालक (semiconductor),डोपिंग और डोपेंट क्या हैं?

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(N/A) $1$. अशुद्ध अर्धचालक: अशुद्ध अर्धचालक,जिसे बाह्य (extrinsic) अर्धचालक भी कहा जाता है,एक ऐसा अर्धचालक पदार्थ है जिसमें उसकी विद्युत चालकता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाने के लिए विशिष्ट अशुद्धि परमाणुओं की एक छोटी मात्रा मिलाई जाती है।
$2$. डोपिंग: एक शुद्ध (आंतरिक) अर्धचालक में उसके विद्युत गुणों को संशोधित करने के लिए नियंत्रित मात्रा में अशुद्धि परमाणुओं को जानबूझकर मिलाने की प्रक्रिया को डोपिंग कहा जाता है।
$3$. डोपेंट: डोपिंग प्रक्रिया के दौरान शुद्ध अर्धचालक में मिलाए जाने वाले विशिष्ट अशुद्धि परमाणुओं को डोपेंट कहा जाता है। उदाहरण के लिए,आवर्त सारणी के समूह-$13$ (जैसे बोरॉन) या समूह-$15$ (जैसे फास्फोरस) के तत्व।

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जब एक अर्धचालक (semiconductor) को दाता अशुद्धि (donor impurity) के साथ डोप किया जाता है,

जब एक अर्धचालक में थोड़ी मात्रा में अशुद्धि परमाणु मिलाए जाते हैं,तो सामान्यतः इसकी प्रतिरोधकता:

$6.4 \ \Omega^{-1} \ cm^{-1}$ की चालकता वाला $n$-प्रकार का अर्धचालक बनाने के लिए शुद्ध जर्मेनियम अर्धचालक में मिलाए जाने वाले दाता परमाणुओं का संख्या घनत्व क्या होगा? $n$-प्रकार के जर्मेनियम में इलेक्ट्रॉनों की गतिशीलता $4 \times 10^3 \ cm^2 \ V^{-1} \ s^{-1}$ है। चालकता में होल्स के योगदान की उपेक्षा करें।

$300 \ K$ पर शुद्ध सिलिकॉन में इलेक्ट्रॉन और होल की समान सांद्रता $1.5 \times 10^{16} \ m^{-3}$ है। यदि होल की सांद्रता बढ़कर $3 \times 10^{22} \ m^{-3}$ हो जाती है,तो सिलिकॉन में इलेक्ट्रॉन की सांद्रता क्या होगी?

यदि $N_A$ मिलाए गए स्वीकर्ता (acceptor) परमाणुओं का संख्या घनत्व है और $N_D$ एक अर्धचालक में मिलाए गए दाता (donor) परमाणुओं का संख्या घनत्व है,और $n_e$ तथा $n_h$ इसमें इलेक्ट्रॉनों और कोटरों (holes) का संख्या घनत्व है,तो:

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