Rozdiel medzi darcovskými a akceptorovými nečistotami

Kľúčový rozdiel medzi donorskými a akceptorovými nečistotami spočíva v tom, že prvky v skupine V periodickej tabuľky zvyčajne pôsobia ako nečistoty darcov, zatiaľ čo prvky v skupine III zvyčajne pôsobia ako akceptorové nečistoty..

Doping je proces, ktorý pridáva nečistoty do polovodiča. Doping je dôležitý pri zvyšovaní vodivosti polovodiča. Existujú dve hlavné formy dopingu a ide o doping darcu a akceptor dopingu. Doping darcu pridáva nečistoty darcovi, zatiaľ čo akceptor dopujúci pridáva nečistoty akceptorovi.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo sú nečistoty darcu
3. Čo sú to akceptorové nečistoty
4. Porovnanie bok po boku - nečistoty medzi darcom a akceptorom v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo sú nečistoty darcu?

Nečistoty darcu sú prvky pridané k darcovi na zvýšenie elektrickej vodivosti tohto darcu. Prvky v skupine V periodickej tabuľky sú bežné nečistoty od darcov. Donor je atóm alebo skupina atómov, ktoré môžu po pridaní do polovodiča vytvárať regióny typu n. Bežným príkladom je kremík (Si).

Obrázok 1: Prítomnosť darcu v silikónovej mriežke

Prvky skupiny V, ktoré často slúžia ako nečistoty darcu, zahŕňajú arzén (As), fosfor (P), bizmut (Bi) a antimón (Sb). Tieto prvky majú päť elektrónov vo svojom najvzdialenejšom elektrónovom obale (existuje päť valenčných elektrónov). Keď sa jeden z týchto atómov pridá k donoru, ako je kremík, nečistota nahradí atóm kremíka a vytvorí štyri kovalentné väzby. Teraz však existuje voľný elektrón, pretože tam bolo päť valenčných elektrónov. Preto tento elektrón zostáva ako voľný elektrón, čo zvyšuje vodivosť polovodiča. Okrem toho počet atómov nečistoty určuje počet voľných elektrónov prítomných v darcovi.

Čo sú akceptorové nečistoty?

Akceptorové nečistoty sú prvky pridané k akceptoru na zvýšenie elektrickej vodivosti tohto akceptora. Prvky v skupine III sú bežné ako akceptorové nečistoty. Prvky v skupine III zahŕňajú hliník (Al), bór (B) a gálium (Ga). Akceptor je dopant, ktorý po pridaní do polovodiča vytvára oblasti p-typu. Tieto atómy majú vo svojich vonkajších elektrónových škrupinách tri valenčné elektróny.

Obrázok 2: Prítomnosť akceptora v kremíkovej mriežke

Ak sa k akceptoru pridá jeden z atómov nečistoty, napríklad hliník, nahradí atómy kremíka v polovodiči. Pred týmto pridaním má atóm kremíka okolo seba štyri kovalentné väzby. Keď hliník zaujme polohu kremíka, atóm hliníka vytvorí iba tri kovalentné väzby, čo vedie k chýbajúcej kovalentnej väzbe. Takto sa vytvorí voľný bod alebo diera. Tieto otvory sú však užitočné pri vedení elektriny. Keď sa zvyšuje počet pridaných atómov nečistôt, zvyšuje sa tiež počet dier prítomných v polovodiči. Toto pridanie zase zvyšuje vodivosť. Po dokončení dopingového procesu sa polovodič stáva vonkajším polovodičom.

Aký je rozdiel medzi nečistotami darcu a akceptora?

Nečistoty darcu verzus akceptor
Nečistoty darcov sú prvky pridané k darcovi na zvýšenie elektrickej vodivosti tohto darcu.	Akceptorové nečistoty sú prvky pridané k akceptoru na zvýšenie elektrickej vodivosti tohto akceptora.
Bežné nečistoty
Prvky skupiny V	Prvky skupiny III
Príklady nečistôt
Arzén (As), fosfor (P), bizmut (Bi) a antimón (Sb).	Hliník (Al), bór (B) a gálium (Ga)
proces
Zvýšte voľné elektróny v polovodiči.	Zväčšite diery prítomné v polovodiči.
Valenčné elektróny
Atómy majú päť valenčných elektrónov.	Atómy majú tri valenčné elektróny.
Covalent Bonding
Vytvára štyri kovalentné väzby vo vnútri polovodiča a piaty elektrón ponecháva ako voľný elektrón.	Vo vnútri polovodiča vytvára tri kovalentné väzby a zanecháva dieru, kde chýba kovalentná väzba.

Zhrnutie - Nečistoty darcu verzus akceptor

Polovodiče sú materiály, ktoré sú vodivé medzi izolátorom, ktorý nie je vodičom, a kovom, ktoré sú vodičom. Darcovia a akceptori sú dopingové látky, ktoré tvoria vodivé oblasti v polovodičoch. Doping darcu a akceptora sú procesy, ktoré zvyšujú elektrickú vodivosť polovodiča. Kľúčový rozdiel medzi donorskými a akceptorovými nečistotami spočíva v tom, že prvky v skupine III periodickej tabuľky pôsobia ako nečistoty darcov, zatiaľ čo prvky v skupine V pôsobia ako akceptačné nečistoty..

referencie:

1. „Rozdiel medzi darcovskými a akceptorovými nečistotami v polovodičoch.“ Physicsabout.com, 23. decembra 2017, k dispozícii tu.
2. Nečistoty darcov a akceptorov v polovodičoch. K dispozícii tu.
3. „Akceptor (Polovodiče)“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. marca 2018, k dispozícii tu.
4. „Darca (Polovodiče).“ Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17. februára 2018, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „Akceptor v Si lattice“ Karolkalnou na anglickej Wikipédii (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Darca v Si lattice“ Karolkalnou na anglickej Wikipédii (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia