Różnica między zanieczyszczeniami dawcy i akceptora

Kluczowa różnica między zanieczyszczeniami dawcy i akceptora polega na tym, że pierwiastki z grupy V układu okresowego zwykle działają jak zanieczyszczenia dawcy, podczas gdy pierwiastki z grupy III zwykle działają jak zanieczyszczenia akceptora.

Doping jest procesem, który dodaje zanieczyszczenia do półprzewodnika. Doping jest ważny w zwiększaniu przewodności półprzewodnika. Istnieją dwie główne formy dopingu, a mianowicie doping dawcy i akceptor. Domieszkowanie dawcy dodaje zanieczyszczenia do dawcy, podczas gdy domieszkowanie akceptora dodaje zanieczyszczenia do akceptora.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to są zanieczyszczenia dawcy
3. Co to są zanieczyszczenia akceptora
4. Porównanie obok siebie - Zanieczyszczenia dawcy vs akceptora w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Czym są Zanieczyszczenia Dawcy?

Zanieczyszczenia dawcy to elementy dodawane do dawcy w celu zwiększenia przewodności elektrycznej tego dawcy. Elementy w grupie V układu okresowego są powszechnymi zanieczyszczeniami dawcy. Dawca to atom lub grupa atomów, które mogą tworzyć regiony typu n po dodaniu do półprzewodnika. Typowym przykładem jest krzem (Si).

Rycina 1: Obecność dawcy w kratce silikonowej

Elementy grupy V, które często służą jako zanieczyszczenia dawcy, obejmują arsen (As), fosfor (P), bizmut (Bi) i antymon (Sb). Elementy te mają pięć elektronów w swojej najbardziej zewnętrznej powłoce elektronowej (jest pięć elektronów walencyjnych). Po dodaniu jednego z tych atomów do dawcy, takiego jak krzem, zanieczyszczenie zastępuje atom krzemu, tworząc cztery wiązania kowalencyjne. Ale teraz jest wolny elektron, ponieważ było pięć elektronów walencyjnych. Dlatego ten elektron pozostaje jako elektron swobodny, co zwiększa przewodnictwo półprzewodnika. Ponadto liczba atomów zanieczyszczeń determinuje liczbę wolnych elektronów obecnych w dawcy.

Co to są zanieczyszczenia akceptorowe?

Zanieczyszczenia akceptorowe to pierwiastki dodane do akceptora w celu zwiększenia przewodności elektrycznej tego akceptora. Pierwiastki z grupy III są powszechne jako zanieczyszczenia akceptorowe. Pierwiastki z grupy III obejmują glin (Al), bor (B) i gal (Ga). Akceptor to domieszka, która tworzy regiony typu p po dodaniu do półprzewodnika. Atomy te mają trzy elektrony walencyjne w swoich najbardziej zewnętrznych powłokach elektronowych.

Rycina 2: Obecność akceptora w krzemowej kracie

Po dodaniu jednego z atomów zanieczyszczeń, takich jak aluminium, do akceptora, zastępuje on atomy krzemu w półprzewodniku. Przed tym dodaniem atom krzemu ma wokół siebie cztery wiązania kowalencyjne. Gdy aluminium zajmuje pozycję krzemu, atom glinu tworzy tylko trzy wiązania kowalencyjne, co z kolei powoduje brak wiązania kowalencyjnego. Tworzy to wolny punkt lub dziurę. Jednak otwory te są przydatne w przewodzeniu elektryczności. Gdy liczba dodawanych atomów zanieczyszczeń wzrasta, rośnie również liczba otworów obecnych w półprzewodniku. To z kolei zwiększa przewodnictwo. Po zakończeniu procesu domieszkowania półprzewodnik staje się półprzewodnikiem zewnętrznym.

Jaka jest różnica między zanieczyszczeniami dawcy i akceptora?

Zanieczyszczenia dawcy a akceptantowi
Zanieczyszczenia dawcy są pierwiastkami dodanymi do dawcy w celu zwiększenia przewodności elektrycznej tego dawcy.	Zanieczyszczenia akceptorowe są pierwiastkami dodanymi do akceptora w celu zwiększenia przewodności elektrycznej tego akceptora.
Typowe zanieczyszczenia
Elementy grupy V.	Elementy grupy III
Przykłady zanieczyszczeń
Arsen (As), fosfor (P), bizmut (Bi) i antymon (Sb).	Aluminium (Al), bor (B) i gal (Ga)
Proces
Zwiększ wolne elektrony w półprzewodniku.	Zwiększ otwory w półprzewodniku.
Elektrony walencyjne
Atomy mają pięć elektronów walencyjnych.	Atomy mają trzy elektrony walencyjne.
Wiązanie kowalencyjne
Tworzy cztery wiązania kowalencyjne wewnątrz półprzewodnika, pozostawiając piąty elektron jako wolny elektron.	Tworzy trzy wiązania kowalencyjne w półprzewodniku, pozostawiając otwór, w którym brakuje wiązania kowalencyjnego.

Podsumowanie - Zanieczyszczenia dawcy vs akceptora

Półprzewodniki to materiały przewodzące między izolatorem, które nie są przewodnikami, a metalami, które są przewodnikami. Dawcy i akceptory to domieszki, które tworzą obszary przewodzące w półprzewodnikach. Domieszkowanie dawcy i akceptora to procesy, które zwiększają przewodnictwo elektryczne półprzewodnika. Kluczowa różnica między zanieczyszczeniami dawcy i akceptora polega na tym, że pierwiastki z grupy III układu okresowego działają jak zanieczyszczenia dawcy, podczas gdy pierwiastki z grupy V działają jak zanieczyszczenia akceptora.

Odniesienie:

1. „Różnica między zanieczyszczeniami dawcy i akceptora w półprzewodniku”. Physicsabout.com, 23 grudnia 2017, Dostępne tutaj.
2. Zanieczyszczenia dawcy i akceptora w półprzewodniku. Dostępny tutaj.
3. „Akceptor (półprzewodniki).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 marca 2018, dostępna tutaj.
4. „Dawca (półprzewodniki).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 lutego 2018 r., Dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Acceptor in Si lattice” Autor: Karolkalna z angielskiej Wikipedii (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Dawca w kratce Si” Autor: Karolkalna z angielskiej Wikipedii (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia