Den viktigaste skillnaden mellan donator- och acceptorföroreningar är att elementen i grupp V i det periodiska systemet vanligtvis fungerar som donatorföroreningar medan element i grupp III vanligtvis fungerar som acceptorföroreningar.
Dopning är den process som tillför föroreningar till en halvledare. Doping är viktigt för att öka konduktiviteten hos halvledaren. Det finns två huvudformer av doping, och de är donordoping och acceptordoping. Donatordoping tillför föroreningar till donatorn medan acceptordoping tillför föroreningar till acceptorn.
Vad är donatorföroreningar?
Givatorföroreningar är de element som läggs till en givare för att öka den elektriska ledningsförmågan hos den givaren. Elementen i grupp V i det periodiska systemet är de vanliga donatorföroreningarna. En donator är en atom eller grupp av atomer som kan bilda regioner av n-typ när de läggs till en halvledare. Ett vanligt exempel är ett kisel (Si).
Figur 1: Närvaro av en donator i ett silikongitter
Grupp V-elementen som ofta fungerar som donatorföroreningar inkluderar arsenik (As), fosfor (P), vismut (Bi) och antimon (Sb). Dessa grundämnen har fem elektroner i sitt yttersta elektronskal (det finns fem valenselektroner). När en av dessa atomer läggs till en donator som kisel, ersätter föroreningen kiselatomen och bildar fyra kovalenta bindningar. Men nu finns det en fri elektron eftersom det fanns fem valenselektroner. Därför stannar denna elektron som en fri elektron, vilket ökar ledningsförmågan hos halvledaren. Dessutom bestämmer antalet föroreningsatomer antalet fria elektroner som finns i donatorn.
Vad är acceptorföroreningar?
Acceptorföroreningar är de element som läggs till en acceptor för att öka den elektriska ledningsförmågan för den acceptorn. Grundämnena i grupp III är vanliga som acceptorföroreningar. Grundämnena i grupp III inkluderar aluminium (Al), bor (B) och gallium (Ga). En acceptor är ett dopmedel som bildar områden av p-typ när det läggs till en halvledare. Dessa atomer har tre valenselektroner i sina yttersta elektronskal.
Figur 2: Närvaro av en acceptor i ett silikongitter
När en av föroreningsatomerna, såsom aluminium, läggs till en acceptor, ersätter den kiselatomerna i halvledaren. Innan detta tillägg har kiselatomen fyra kovalenta bindningar runt sig. När aluminium tar kiselpositionen bildar aluminiumatomen endast tre kovalenta bindningar, vilket i sin tur resulterar i en saknad kovalent bindning. Detta skapar en ledig punkt eller ett hål. Dessa hål är dock användbara för att leda elektricitet. När antalet tillsatta föroreningsatomer ökar, ökar också antalet hål som finns i halvledaren. Detta tillägg ökar i sin tur konduktiviteten. Efter slutförandet av dopningsprocessen blir halvledaren en yttre halvledare.
Vad är skillnaden mellan donator- och acceptorföroreningar?
Donator vs Acceptor Orenheter |
|
| Givatorföroreningar är de element som läggs till en givare för att öka den elektriska ledningsförmågan hos den givaren. | Acceptorföroreningar är de element som läggs till en acceptor för att öka den elektriska ledningsförmågan för den acceptorn. |
|
Vanliga föroreningar | |
| Grupp V-element | Grupp III-element |
| Exempel på föroreningar | |
| Arsenik (As), fosfor (P), vismut (Bi) och antimon (Sb). | Aluminium (Al), bor (B) och gallium (Ga) |
| Process | |
| Öka antalet fria elektroner i halvledaren. | Öka hålen i halvledaren. |
| Valence Electrons | |
| Atomer har fem valenselektroner. | Atomer har tre valenselektroner. |
| Kovalent bindning | |
| Bildar fyra kovalenta bindningar inuti halvledaren och lämnar den femte elektronen som en fri elektron. | Bildar tre kovalenta bindningar inuti halvledaren och lämnar ett hål där en kovalent bindning saknas. |
Sammanfattning – Donator vs Acceptor Purities
Halvledare är de material som är ledande mellan en isolator som är icke-ledare och metaller som är ledare. Donatorer och acceptorer är dopämnen som bildar ledande områden i halvledare. Dopningen av donator och acceptor är processer som ökar den elektriska ledningsförmågan hos halvledaren. Den viktigaste skillnaden mellan donator- och acceptorföroreningar är att elementen i grupp III i det periodiska systemet fungerar som donatorföroreningar medan element i grupp V fungerar som acceptorföroreningar.
