Nøkkelforskjellen mellom donor- og akseptorurenheter er at elementene i gruppe V i det periodiske systemet vanligvis fungerer som donorurenheter, mens elementer i gruppe III vanligvis fungerer som akseptorurenheter.
Doping er prosessen som tilfører urenheter til en halvleder. Doping er viktig for å øke ledningsevnen til halvlederen. Det er to hovedformer for doping, og det er donordoping og akseptordoping. Donordoping tilfører urenheter til giveren, mens akseptordoping tilfører urenheter til akseptoren.
Hva er donorurenheter?
Donorurenheter er elementene som legges til en donor for å øke den elektriske ledningsevnen til donoren. Grunnstoffene i gruppe V i det periodiske system er de vanlige donorurenhetene. En donor er et atom eller en gruppe atomer som kan danne n-type områder når de legges til en halvleder. Et vanlig eksempel er et silisium (Si).
Figur 1: Tilstedeværelse av en donor i et silikongitter
Gruppe V-elementene som ofte tjener som donorurenheter inkluderer arsen (As), fosfor (P), vismut (Bi) og antimon (Sb). Disse elementene har fem elektroner i sitt ytterste elektronskall (det er fem valenselektroner). Når et av disse atomene legges til en donor som silisium, erstatter urenheten silisiumatomet, og danner fire kovalente bindinger. Men nå er det et fritt elektron siden det var fem valenselektroner. Derfor forblir dette elektronet som et fritt elektron, noe som øker ledningsevnen til halvlederen. Videre bestemmer antallet urenhetsatomer antallet frie elektroner som er tilstede i donoren.
Hva er akseptorurenheter?
Akseptorurenheter er elementene som legges til en akseptor for å øke den elektriske ledningsevnen til den akseptoren. Grunnstoffene i gruppe III er vanlige som akseptorurenheter. Grunnstoffene i gruppe III inkluderer aluminium (Al), bor (B) og gallium (Ga). En akseptor er et dopemiddel som danner p-type områder når det legges til en halvleder. Disse atomene har tre valenselektroner i sine ytterste elektronskall.
Figur 2: Tilstedeværelse av en akseptor i et silisiumgitter
Når et av urenhetsatomene som aluminium legges til en akseptor, erstatter det silisiumatomene i halvlederen. Før denne tilsetningen har silisiumatomet fire kovalente bindinger rundt seg. Når aluminium inntar posisjonen som silisium, danner aluminiumsatomet bare tre kovalente bindinger, som igjen resulterer i en manglende kovalent binding. Dette skaper et ledig punkt eller et hull. Imidlertid er disse hullene nyttige for å lede elektrisitet. Når antall tilførte urenhetsatomer øker, øker også antallet hull som er tilstede i halvlederen. Dette tillegget øker i sin tur ledningsevnen. Etter at dopingprosessen er fullført, blir halvlederen en ekstrinsisk halvleder.
Hva er forskjellen mellom donor- og akseptorurenheter?
Door vs Acceptor Urities |
|
| Donorurenheter er elementene som legges til en donor for å øke den elektriske ledningsevnen til donoren. | Akseptorurenheter er elementene som legges til en akseptor for å øke den elektriske ledningsevnen til den akseptoren. |
|
Vanlige urenheter | |
| Gruppe V-elementer | Gruppe III-elementer |
| Eksempler på urenheter | |
| Arsen (As), fosfor (P), vismut (Bi) og antimon (Sb). | Aluminium (Al), bor (B) og gallium (Ga) |
| Prosess | |
| Øk de frie elektronene i halvlederen. | Øk hullene i halvlederen. |
| Valence Electrons | |
| Atomer har fem valenselektroner. | Atomer har tre valenselektroner. |
| Kovalent binding | |
| Danner fire kovalente bindinger inne i halvlederen, og etterlater det femte elektronet som et fritt elektron. | Danner tre kovalente bindinger inne i halvlederen, og etterlater et hull der en kovalent binding mangler. |
Sammendrag – Donor vs Acceptor Urities
Halvledere er materialene som er ledende mellom en isolator som er ikke-ledere og metaller som er ledere. Donorer og akseptorer er dopingmidler som danner ledende områder i halvledere. Doping av donor og akseptor er prosesser som øker den elektriske ledningsevnen til halvlederen. Hovedforskjellen mellom donor- og akseptorurenheter er at elementene i gruppe III i det periodiske systemet fungerer som donorurenheter, mens elementer i gruppe V fungerer som akseptorurenheter.
