Atšķirība starp donoru un akceptoru piemaisījumiem

Galvenā atšķirība starp donoru un akceptoru piemaisījumiem ir tā, ka periodiskās tabulas V grupas elementi parasti darbojas kā donoru piemaisījumi, savukārt III grupas elementi parasti darbojas kā akceptoru piemaisījumi.

Dopings ir process, kurā pusvadītājam tiek pievienoti piemaisījumi. Dopings ir svarīgs, lai palielinātu pusvadītāja vadītspēju. Ir divi galvenie dopinga veidi, un tie ir donoru dopings un akceptējošais dopings. Donora dopings donoram pievieno piemaisījumus, savukārt akceptētājs dopings akceptētājam pievieno piemaisījumus.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir donoru piemaisījumi?
3. Kas ir akceptoru piemaisījumi
4. Salīdzinājums blakus - donoru un akceptoru piemaisījumi tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir donoru piemaisījumi??

Donoru piemaisījumi ir elementi, kas pievienoti donoram, lai palielinātu donora elektrisko vadītspēju. Periodiskās tabulas V grupas elementi ir parastie donoru piemaisījumi. Donors ir atoms vai atomu grupa, kas, pievienojot pusvadītājam, var veidot n tipa reģionus. Izplatīts piemērs ir silīcijs (Si).

1. attēls. Donora klātbūtne silikona režģī

Pie V grupas elementiem, kas bieži kalpo kā donoru piemaisījumi, ietilpst arsēns (As), fosfors (P), bismuts (Bi) un antimons (Sb). Šo elementu tālākajā elektronu apvalkā ir pieci elektroni (ir pieci valences elektroni). Pievienojot vienu no šiem atomiem donoram, piemēram, silīcijam, piemaisījums aizstāj silīcija atomu, veidojot četras kovalentās saites. Bet tagad ir brīvs elektrons, kopš bija pieci valences elektroni. Tāpēc šis elektrons paliek kā brīvs elektrons, kas palielina pusvadītāja vadītspēju. Turklāt piemaisījumu atomu skaits nosaka donorā esošo brīvo elektronu skaitu.

Kas ir akceptoru piemaisījumi?

Akceptoru piemaisījumi ir elementi, kas pievienoti akceptoriem, lai palielinātu akceptora elektrisko vadītspēju. III grupas elementi ir izplatīti kā akceptoru piemaisījumi. III grupas elementos ietilpst alumīnijs (Al), bors (B) un gallijs (Ga). Akceptētājs ir palīgviela, kas veido p veida reģionus, kad tos pievieno pusvadītājam. Šiem atomiem tālākajos elektronu apvalkos ir trīs valences elektroni.

2. attēls. Akceptora klātbūtne silīcija režģī

Pievienojot akceptoriem vienu no piemaisījumu atomiem, piemēram, alumīniju, tas aizstāj pusvadītāja silīcija atomus. Pirms šī pievienošanas silīcija atomam ir četras kovalences saites ap to. Kad alumīnijs ieņem silīcija stāvokli, alumīnija atoms veido tikai trīs kovalentās saites, kas, savukārt, rada trūkstošo kovalento saiti. Tas rada brīvu punktu vai caurumu. Tomēr šie caurumi ir noderīgi, vadot elektrību. Kad palielinās pievienoto piemaisījumu atomu skaits, palielinās arī pusvadītājā esošo caurumu skaits. Šis papildinājums savukārt palielina vadītspēju. Pēc dopinga procesa pabeigšanas pusvadītājs kļūst par ārēju pusvadītāju.

Kāda ir atšķirība starp donoru un akceptoru piemaisījumiem?

Donoru vs akceptoru piemaisījumi
Donoru piemaisījumi ir elementi, kas pievienoti donoram, lai palielinātu donora elektrisko vadītspēju.	Akceptoru piemaisījumi ir elementi, kas pievienoti akceptorā, lai palielinātu akceptora elektrisko vadītspēju.
Parastie piemaisījumi
V grupas elementi	III grupas elementi
Piemaisījumu piemēri
Arsēns (As), fosfors (P), bismuts (Bi) un antimons (Sb).	Alumīnijs (Al), bors (B) un gallijs (Ga)
Process
Palieliniet brīvo elektronu daudzumu pusvadītājā.	Palieliniet pusvadītājā esošos caurumus.
Valences elektroni
Atomiem ir pieci valences elektroni.	Atomiem ir trīs valences elektroni.
Kovalentā līmēšana
Veido četras kovalentās saites pusvadītāja iekšpusē, atstājot piekto elektronu kā brīvu elektronu.	Veido trīs kovalentās saites pusvadītāja iekšpusē, atstājot caurumu, kur trūkst kovalentās saites.

Kopsavilkums - donoru un akceptoru piemaisījumi

Pusvadītāji ir materiāli, kas ir vadītspējīgi starp izolatoru, kas nav vadītāji, un metāliem, kas ir vadītāji. Donori un pieņēmēji ir palīgvielas, kas pusvadītājos veido vadītspējīgus apgabalus. Donora un akceptora dopings ir procesi, kas palielina pusvadītāja elektrisko vadītspēju. Galvenā atšķirība starp donoru un akceptoru piemaisījumiem ir tāda, ka periodiskās tabulas III grupas elementi darbojas kā donoru piemaisījumi, savukārt V grupas elementi darbojas kā akceptoru piemaisījumi.

Atsauce:

1. “Atšķirība starp donoru un akceptoru piemaisījumiem pusvadītājā.” Physicsabout.com, 2017. gada 23. decembris, pieejams šeit.
2. Donoru un akceptoru piemaisījumi pusvadītājā. Pieejams šeit.
3. “Pieņēmējs (pusvadītāji).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2018. gada 3. marts, pieejams šeit.
4. “Donors (pusvadītāji).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2018. gada 17. februāris, pieejama šeit.

Attēla pieklājība:

1. Karolkalna angļu valodas Wikipedia “Acceptor in Si restt” (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. Karolkalna “Donors Si režģī” angļu valodas Vikipēdijā (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia