Forskjellen mellom donor og akseptor urenheter

Hovedforskjellen mellom donor- og akseptor urenheter er at elementene i gruppe V i periodisk tabell vanligvis virker som donor urenheter, mens elementer i gruppe III vanligvis virker som akseptor urenheter.

Doping er prosessen som legger til urenheter i en halvleder. Doping er viktig for å øke ledningsevnen til halvlederen. Det er to hovedformer for doping, og de er donordoping og akseptor doping. Donor doping legger til urenheter til giveren, mens akseptor doping legger til urenheter til akseptoren.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er Donor urenheter
3. Hva er Acceptor urenheter
4. Side ved side sammenligning - Donor vs Acceptor urenheter i tabellform
5. Sammendrag

Hva er Donor urenheter?

Donor urenheter er elementene lagt til en giver for å øke den elektriske ledningsevnen til den giveren. Elementene i gruppe V i det periodiske tabellen er de vanlige donor urenheter. En donor er et atom eller en gruppe av atomer som kan danne n-type regioner når de legges til en halvleder. Et vanlig eksempel er et silisium (Si).

Figur 1: Tilstedeværelse av en donor i et silikonegitter

Grupp V-elementene som ofte tjener som urenheter av urenheter, omfatter arsen (As), fosfor (P), vismut (Bi) og antimon (Sb). Disse elementene har fem elektroner i sitt ytre elektronskall (det er fem valenselektroner). Når et av disse atomene tilsettes en donor som silisium, erstatter urenheten silisiumatomet, og danner fire kovalente bindinger. Men nå er det en fri elektron siden det var fem valenselektroner. Derfor forblir denne elektronen som en fri elektron, noe som øker ledningsevnen til halvlederen. Videre bestemmer antallet av urenhetsatomer antall gratis elektroner tilstede i giveren.

Hva er Acceptor urenheter?

Acceptor urenheter er elementene lagt til en akseptor for å øke den elektriske ledningsevnen til den akseptoren. Elementene i gruppe III er vanlige som akseptor urenheter. Elementene i gruppe III inkluderer aluminium (Al), bor (B) og gallium (Ga). En akseptor er en dopant som danner p-type regioner når den legges til en halvleder. Disse atomene har tre valenselektroner i deres ytre elektronskjell.

Figur 2: Tilstedeværelse av en akseptor i en silikonegitter

Når det tilsettes et av forurensningsatomer som aluminium til en akseptor, erstatter det silisiumatomene i halvlederen. Før dette tillegget har silisiumatomet fire kovalente bindinger rundt seg. Når aluminium tar stilling til silisium, danner aluminiumatomet bare tre kovalente bindinger, noe som igjen resulterer i en manglende kovalent binding. Dette skaper et ledig punkt eller et hull. Imidlertid er disse hullene nyttige for å lede strøm. Når antall urenheter som tilsettes øker, øker antallet hull i halvlederen også. Dette tillegget øker i sin tur ledningsevnen. Etter ferdigstillelse av dopingprosessen blir halvlederen en ekstrinsisk halvleder.

Hva er forskjellen mellom donor og akseptor urenheter?

Donor vs Acceptor urenheter
Donor urenheter er elementene lagt til en giver for å øke den elektriske ledningsevnen til den giveren.	Acceptor urenheter er elementene lagt 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 som er tilstede i halvlederen.
Valence-elektroner
Atomer har fem valenselektroner.	Atomer har tre valenselektroner.
Kovalent binding
Former fire kovalente bindinger inne i halvlederen, og etterlater den femte elektronen som en fri elektron.	Former tre kovalente bindinger inne i halvlederen, og etterlater et hull hvor en kovalent binding mangler.

Sammendrag - Donor vs Acceptor urenheter

Halvledere er materialene som ledes mellom en isolator som ikke er ledere og metaller som er ledere. Donorer og akseptorer er dopanter som danner ledende regioner i halvledere. Dopingen av giver og akseptor er prosesser som øker halvleders elektriske ledningsevne. Hovedforskjellen mellom donor- og akseptor urenheter er at elementene i gruppe III i periodisk tabell fungerer som donor urenheter, mens elementer i gruppe V fungerer som akseptor urenheter.

Henvisning:

1. "Forskjell mellom donor og akseptor urenheter i halvleder." Physicsabout.com, 23. desember 2017, Tilgjengelig her.
2. Donor og akseptor urenheter i halvleder. Tilgjengelig her.
3. "Acceptor (Semiconductors)." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. mars 2018, Tilgjengelig her.
4. "Donor (Semiconductors)." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17. februar 2018, Tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "Acceptor i Si gitter" Av Karolkalna på engelsk Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Donor i Si gitter" Av Karolkalna på engelsk Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia