Ключовата разлика между донорните и акцепторните примеси е, че елементите от група V на периодичната таблица обикновено действат като донорни примеси, докато елементите от група III обикновено действат като акцепторни примеси.
Допингът е процесът, който добавя примеси към полупроводника. Допингът е важен за увеличаване на проводимостта на полупроводника. Има две основни форми на допинг и те са донорен допинг и акцепторен допинг. Донорният допинг добавя примеси към донора, докато акцепторният допинг добавя примеси към акцептора.
Какво представляват донорните примеси?
Донорните примеси са елементите, добавени към донор, за да се увеличи електрическата проводимост на този донор. Елементите в група V на периодичната таблица са общите донорни примеси. Донорът е атом или група от атоми, които могат да образуват области от n-тип, когато се добавят към полупроводник. Често срещан пример е силиций (Si).
Фигура 1: Наличие на донор в силиконова решетка
Елементите от група V, които често служат като донорни примеси, включват арсен (As), фосфор (P), бисмут (Bi) и антимон (Sb). Тези елементи имат пет електрона в най-външната си електронна обвивка (има пет валентни електрона). Когато се добави един от тези атоми към донор като силиций, примесът замества силициевия атом, образувайки четири ковалентни връзки. Но сега има свободен електрон, тъй като имаше пет валентни електрона. Следователно този електрон остава като свободен електрон, което увеличава проводимостта на полупроводника. Освен това, броят на примесните атоми определя броя на свободните електрони, налични в донора.
Какво представляват акцепторните примеси?
Акцепторните примеси са елементите, добавени към акцептор за увеличаване на електрическата проводимост на този акцептор. Елементите от група III са често срещани като акцепторни примеси. Елементите в група III включват алуминий (Al), бор (B) и галий (Ga). Акцепторът е добавка, която образува региони от тип p, когато се добави към полупроводник. Тези атоми имат три валентни електрона в техните най-външни електронни обвивки.
Фигура 2: Наличие на акцептор в силиконова решетка
Когато се добави един от примесните атоми като алуминий към акцептор, той замества силициевите атоми в полупроводника. Преди това добавяне силициевият атом има четири ковалентни връзки около себе си. Когато алуминият заеме позицията на силиций, алуминиевият атом образува само три ковалентни връзки, което от своя страна води до липсваща ковалентна връзка. Това създава празна точка или дупка. Тези дупки обаче са полезни при провеждането на електричество. Когато броят на добавените примесни атоми се увеличи, броят на наличните дупки в полупроводника също се увеличава. Тази добавка от своя страна повишава проводимостта. След завършване на процеса на легиране, полупроводникът става външен полупроводник.
Каква е разликата между донорни и акцепторни примеси?
Донорни срещу акцепторни примеси |
|
| Донорните примеси са елементите, добавени към донор, за да се увеличи електрическата проводимост на този донор. | Акцепторните примеси са елементите, добавени към акцептор за увеличаване на електрическата проводимост на този акцептор. |
|
Често срещани примеси | |
| Елементи от група V | Елементи от група III |
| Примери за примеси | |
| Арсен (As), фосфор (P), бисмут (Bi) и антимон (Sb). | Алуминий (Al), бор (B) и галий (Ga) |
| Процес | |
| Увеличете свободните електрони в полупроводника. | Увеличете наличните дупки в полупроводника. |
| Валентни електрони | |
| Атомите имат пет валентни електрона. | Атомите имат три валентни електрона. |
| Ковалентно свързване | |
| Образува четири ковалентни връзки вътре в полупроводника, оставяйки петия електрон като свободен електрон. | Образува три ковалентни връзки вътре в полупроводника, оставяйки дупка, където липсва ковалентна връзка. |
Обобщение – донорни срещу акцепторни примеси
Полупроводниците са проводими материали между изолатор, който не е проводник, и метали, които са проводник. Донорите и акцепторите са добавки, които образуват проводящи области в полупроводниците. Легирането на донор и акцептор са процеси, които повишават електрическата проводимост на полупроводника. Ключовата разлика между донорните и акцепторните примеси е, че елементите от група III на периодичната таблица действат като донорни примеси, докато елементите от група V действат като акцепторни примеси.
