Galvenā atšķirība starp donoru un akceptoru piemaisījumiem ir tāda, ka periodiskās tabulas V grupas elementi parasti darbojas kā donoru piemaisījumi, savukārt III grupas elementi parasti darbojas kā akceptoru piemaisījumi.
Dopings ir process, kas pusvadītājam pievieno piemaisījumus. Dopings ir svarīgs pusvadītāja vadītspējas palielināšanai. Ir divi galvenie dopinga veidi, un tie ir donoru dopings un akceptordopings. Donora dopings pievieno donoram piemaisījumus, turpretim akceptora dopings pievieno piemaisījumus akceptoram.
Kas ir donoru piemaisījumi?
Donoru piemaisījumi ir elementi, kas pievienoti donoram, lai palielinātu šī donora elektrisko vadītspēju. Periodiskās tabulas V grupas elementi ir parastie donoru piemaisījumi. Donors ir atoms vai atomu grupa, kas var veidot n tipa reģionus, pievienojot to pusvadītājam. Izplatīts piemērs ir silīcijs (Si).
1. attēls: donora klātbūtne silikona režģī
V grupas elementi, kas bieži kalpo kā donoru piemaisījumi, ir arsēns (As), fosfors (P), bismuts (Bi) un antimons (Sb). Šo elementu attālākajā 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, jo 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 uztvērēju piemaisījumi?
Akceptora piemaisījumi ir elementi, kas pievienoti akceptoram, lai palielinātu šī akceptora elektrisko vadītspēju. III grupas elementi ir izplatīti kā akceptoru piemaisījumi. III grupas elementi ir alumīnijs (Al), bors (B) un gallijs (Ga). Akceptors ir dopants, kas, pievienojot pusvadītājam, veido p tipa reģionus. Šo atomu attālākajos elektronu apvalkos ir trīs valences elektroni.
2. attēls: akceptora klātbūtne silīcija režģī
Kad akceptoram pievieno vienu no piemaisījumu atomiem, piemēram, alumīniju, tas aizvieto silīcija atomus pusvadītājā. Pirms šīs pievienošanas silīcija atomam ap to ir četras kovalentās saites. Kad alumīnijs ieņem silīcija pozīciju, alumīnija atoms veido tikai trīs kovalentās saites, kas savukārt rada trūkstošas kovalentās saites. Tas rada brīvu punktu vai caurumu. Tomēr šie caurumi ir noderīgi elektrības vadīšanai. Palielinoties pievienoto piemaisījumu atomu skaitam, 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?
Donors pret akceptoru piemaisījumiem |
|
| Donoru piemaisījumi ir elementi, kas pievienoti donoram, lai palielinātu šī donora elektrisko vadītspēju. | Akceptora piemaisījumi ir elementi, kas pievienoti akceptoram, lai palielinātu šī akceptora elektrisko vadītspēju. |
|
Bieži sastopami 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 skaitu pusvadītājā. | Palieliniet pusvadītājā esošo caurumu skaitu. |
| Valence Electrons | |
| Atomiem ir pieci valences elektroni. | Atomiem ir trīs valences elektroni. |
| Kovalentā saite | |
| 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 vadoši starp izolatoru, kas nav vadītāji, un metāliem, kas ir vadītāji. Donori un akceptori ir piedevas, kas veido vadošus reģionus pusvadītājos. 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.
