Pagrindinis skirtumas tarp donorų ir akceptorių priemaišų yra tas, kad periodinės lentelės V grupės elementai paprastai veikia kaip donorinės priemaišos, o III grupės elementai paprastai veikia kaip akceptorių priemaišos.
Dopingas yra procesas, kurio metu į puslaidininkį pridedama priemaišų. Dopingas yra svarbus didinant puslaidininkio laidumą. Yra dvi pagrindinės dopingo formos: donoro dopingas ir akceptorinis dopingas. Donoro dopingas prideda priemaišų prie donoro, o akceptoriaus dopingas prideda priemaišų prie akceptoriaus.
Kas yra donoro priemaišos?
Donorinės priemaišos yra elementai, pridedami prie donoro, siekiant padidinti to donoro elektrinį laidumą. Periodinės lentelės V grupės elementai yra bendrosios donorinės priemaišos. Donoras yra atomas arba atomų grupė, kuri gali sudaryti n tipo sritis, kai pridedama prie puslaidininkio. Dažnas pavyzdys yra silicis (Si).
1 paveikslas: donoro buvimas silikoninėje grotelėje
V grupės elementai, dažnai naudojami kaip donorinės priemaišos, yra arsenas (As), fosforas (P), bismutas (Bi) ir stibis (Sb). Šie elementai turi penkis elektronus savo atokiausiame elektronų apvalkale (yra penki valentiniai elektronai). Kai vienas iš šių atomų pridedamas prie donoro, pavyzdžiui, silicio, priemaiša pakeičia silicio atomą ir sudaro keturias kovalentines jungtis. Tačiau dabar yra laisvas elektronas, nes buvo penki valentiniai elektronai. Todėl šis elektronas lieka kaip laisvas elektronas, o tai padidina puslaidininkio laidumą. Be to, priemaišų atomų skaičius lemia laisvųjų elektronų, esančių donore, skaičių.
Kas yra priimančiosios priemaišos?
Akceptoriaus priemaišos yra elementai, pridedami prie akceptoriaus, siekiant padidinti to akceptoriaus elektrinį laidumą. III grupės elementai yra įprasti kaip akceptorių priemaišos. III grupės elementai yra aliuminis (Al), boras (B) ir galis (Ga). Akceptorius yra priedas, kuris sudaro p tipo sritis, kai pridedama prie puslaidininkio. Šių atomų atokiausiuose elektronų apvalkaluose yra trys valentiniai elektronai.
2 pav. Akceptoriaus buvimas silicio gardelėje
Kai vienas iš priemaišų atomų, pvz., aliuminio, pridedamas prie akceptoriaus, jis pakeičia silicio atomus puslaidininkyje. Prieš šį papildymą silicio atomas turi keturias kovalentines jungtis. Kai aliuminis užima silicio padėtį, aliuminio atomas sudaro tik tris kovalentines jungtis, o tai savo ruožtu sukelia kovalentinio ryšio nebuvimą. Tai sukuria laisvą tašką arba skylę. Tačiau šios skylės yra naudingos elektrai praleidžiant. Kai padidėja pridedamų priemaišų atomų skaičius, puslaidininkyje taip pat didėja skylių skaičius. Šis papildymas savo ruožtu padidina laidumą. Pasibaigus dopingo procesui, puslaidininkis tampa išoriniu puslaidininkiu.
Kuo skiriasi donoro ir akceptoriaus priemaišos?
Donoras prieš akceptorių priemaišas |
|
| Donorinės priemaišos – tai elementai, pridedami prie donoro, siekiant padidinti to donoro elektrinį laidumą. | Akceptoriaus priemaišos yra elementai, pridedami prie akceptoriaus, siekiant padidinti to akceptoriaus elektrinį laidumą. |
|
Įprastos priemaišos | |
| V grupės elementai | III grupės elementai |
| Nešvarumų pavyzdžiai | |
| Arsenas (As), fosforas (P), bismutas (Bi) ir stibis (Sb). | Aliuminis (Al), boras (B) ir galis (Ga) |
| Procesas | |
| Padidinkite laisvųjų elektronų skaičių puslaidininkyje. | Padidinkite puslaidininkyje esančių skylių skaičių. |
| Valence Electrons | |
| Atomai turi penkis valentinius elektronus. | Atomai turi tris valentinius elektronus. |
| Kovalentinis sujungimas | |
| Sudaro keturis kovalentinius ryšius puslaidininkio viduje, palikdamas penktąjį elektroną kaip laisvą elektroną. | Sudaro tris kovalentinius ryšius puslaidininkio viduje, paliekant skylę, kurioje trūksta kovalentinio ryšio. |
Santrauka – donoro ir akceptoriaus priemaišos
Puslaidininkiai yra medžiagos, laidžios tarp izoliatoriaus, kuris nėra laidininkas, ir metalų, kurie yra laidininkai. Donorai ir akceptoriai yra priedai, kurie sudaro laidžias sritis puslaidininkiuose. Donoro ir akceptoriaus dopingas yra procesai, didinantys puslaidininkio elektrinį laidumą. Pagrindinis skirtumas tarp donorų ir akceptorių priemaišų yra tas, kad periodinės lentelės III grupės elementai veikia kaip donoro priemaišos, o V grupės elementai veikia kaip akceptorių priemaišos.
