n型半導体

定義

n型半導体とは、不純物を加えることで自由電子が多くなり、電流の主な担い手（キャリア）が電子になる半導体である。主に5価の元素（リンなど）を加えて作られる。

イメージ

純粋な半導体にリンのような原子を少し混ぜると、余分な電子が生まれる。この電子は結晶の中を自由に動くことができるため、電気が流れやすくなる。つまり、電子がたくさん動き回って電流を作る状態である。

数式

電流は電荷の移動で表されるため、基本式は次のようになる。

\[I = nqv\]

ここで、
\(n\) は単位体積あたりの電子数（m⁻³）、
\(q\) は電子の電荷（約 \(1.6\times10^{-19}\) C）、
\(v\) は電子の平均の速さ（m/s）である。

ポイント

• n型半導体では電子が主なキャリアであり、正孔は少ない
• 5価の不純物（ドナー）を加えることで自由電子が増える
• 電気伝導は主に電子の移動によって決まる