Разница между донорными и акцепторными примесями

Основное различие между донорными и акцепторными примесями состоит в том, что элементы в группе V периодической таблицы обычно действуют как донорные примеси, тогда как элементы в группе III обычно действуют как акцепторные примеси..

Легирование - это процесс, который добавляет примеси в полупроводник. Легирование важно для увеличения проводимости полупроводника. Существует две основные формы допинга: донорский и акцепторный. Донорное легирование добавляет примеси донору, тогда как акцепторное легирование добавляет примеси акцептору.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое донорные примеси
3. Что такое примеси акцептора
4. Сравнение сторон - примеси донора и акцептора в табличной форме
5. Резюме

Что такое донорские примеси?

Донорные примеси - это элементы, добавляемые к донору для увеличения электропроводности этого донора. Элементы в группе V периодической таблицы являются общими донорными примесями. Донором является атом или группа атомов, которые могут образовывать области n-типа при добавлении в полупроводник. Типичным примером является кремний (Si).

Рисунок 1: Наличие донора в силиконовой решетке

Элементы группы V, которые часто служат донорными примесями, включают мышьяк (As), фосфор (P), висмут (Bi) и сурьму (Sb). Эти элементы имеют пять электронов в своей внешней электронной оболочке (есть пять валентных электронов). При добавлении одного из этих атомов к донору, такому как кремний, примесь заменяет атом кремния, образуя четыре ковалентные связи. Но теперь есть свободный электрон, так как было пять валентных электронов. Следовательно, этот электрон остается свободным электроном, что увеличивает проводимость полупроводника. Кроме того, число примесных атомов определяет количество свободных электронов, присутствующих в доноре..

Что такое акцепторные примеси?

Примеси акцептора - это элементы, добавляемые в акцептор для увеличения электропроводности этого акцептора. Элементы в группе III являются общими в качестве акцепторных примесей. Элементы в группе III включают алюминий (Al), бор (B) и галлий (Ga). Акцептор представляет собой легирующую примесь, которая образует области р-типа при добавлении в полупроводник. Эти атомы имеют три валентных электрона в своих внешних электронных оболочках.

Рисунок 2: Наличие акцептора в кремниевой решетке

Когда в акцептор добавлен один из примесных атомов, таких как алюминий, он заменяет атомы кремния в полупроводнике. Перед этим добавлением атом кремния имеет четыре ковалентные связи вокруг него. Когда алюминий занимает положение кремния, атом алюминия образует только три ковалентные связи, что, в свою очередь, приводит к отсутствию ковалентной связи. Это создает свободную точку или дыру. Тем не менее, эти отверстия полезны при проведении электричества. Когда количество добавленных примесных атомов увеличивается, число дырок, присутствующих в полупроводнике, также увеличивается. Это дополнение, в свою очередь, увеличивает проводимость. После завершения процесса легирования полупроводник становится внешним полупроводником.

В чем разница между донорной и акцепторной примесями?

Донор против акцепторных примесей
Донорные примеси элементы, добавленные к донору, чтобы увеличить электрическую проводимость этого донора.	Акцепторные примеси элементы, добавленные к акцептору, чтобы увеличить электрическую проводимость этого акцептора.
Общие примеси
Элементы V группы	Элементы III группы
Примеры примесей
Мышьяк (As), фосфор (P), висмут (Bi) и сурьма (Sb).	Алюминий (Al), бор (B) и галлий (Ga)
Процесс
Увеличение свободных электронов в полупроводнике.	Увеличить отверстия, присутствующие в полупроводнике.
Валентные Электроны
Атомы имеют пять валентных электронов.	Атомы имеют три валентных электрона.
Ковалентная связь
Образует четыре ковалентные связи внутри полупроводника, оставляя пятый электрон в качестве свободного электрона.	Образует три ковалентные связи внутри полупроводника, оставляя дыру, где отсутствует ковалентная связь.

Резюме - Донор против акцепторных примесей

Полупроводники - это материалы, которые проводят между изолятором, который не является проводником, и металлами, которые являются проводниками. Доноры и акцепторы - это легирующие примеси, которые образуют проводящие области в полупроводниках. Легирование донора и акцептора - это процессы, которые увеличивают электропроводность полупроводника. Основное различие между донорными и акцепторными примесями состоит в том, что элементы в группе III периодической таблицы действуют как донорные примеси, тогда как элементы в группе V действуют как акцепторные примеси..

Ссылка:

1. «Разница между донорными и акцепторными примесями в полупроводнике». Physicsabout.com, 23 декабря 2017 года, доступно здесь.
2. Донорные и акцепторные примеси в полупроводнике. Доступна здесь.
3. «Акцептор (полупроводники)». Википедия, Фонд Викимедиа, 3 марта 2018 г., доступно здесь.
4. «Донор (Полупроводники)». Википедия, Фонд Викимедиа, 17 февраля 2018 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Акцептор в решетке Si» Каролкална из английской Википедии (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. «Донор в решетке Si» Каролкална из английской Википедии (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia