A legfontosabb különbség a donor és az akceptor szennyeződések között az, hogy a periódusos rendszer V. csoportjába tartozó elemek jellemzően donor szennyeződésként működnek, míg a III. csoportba tartozó elemek jellemzően akceptor szennyeződésként működnek.
A dopping az a folyamat, amely szennyeződéseket ad a félvezetőhöz. A dopping fontos szerepet játszik a félvezető vezetőképességének növelésében. A doppingnak két fő formája van, ezek a donordopping és az elfogadó dopping. A donor dopping szennyeződéseket ad a donorhoz, míg az akceptor dopping szennyeződéseket ad az akceptorhoz.
Mik azok a donorszennyeződések?
A donor szennyeződések azok az elemek, amelyeket a donorhoz adnak, hogy növeljék az adott donor elektromos vezetőképességét. A periódusos rendszer V. csoportjában szereplő elemek a közös donor szennyeződések. A donor olyan atom vagy atomcsoport, amely n-típusú régiókat képezhet, ha félvezetőhöz adják. Gyakori példa a szilícium (Si).
1. ábra: Donor jelenléte a szilikonrácsban
Az V. csoportba tartozó elemek, amelyek gyakran donor szennyeződésként szolgálnak, közé tartozik az arzén (As), a foszfor (P), a bizmut (Bi) és az antimon (Sb). Ezeknek az elemeknek a legkülső elektronhéjában öt elektron van (öt vegyértékelektron van). Ha ezen atomok egyikét donorhoz, például szilíciumhoz adják, a szennyeződés helyettesíti a szilíciumatomot, és négy kovalens kötést képez. De most van egy szabad elektron, mivel öt vegyértékelektron volt. Ezért ez az elektron szabad elektronként marad, ami növeli a félvezető vezetőképességét. Továbbá a szennyező atomok száma meghatározza a donorban jelenlévő szabad elektronok számát.
Mik azok az akceptor szennyeződések?
Az akceptor szennyeződései azok az elemek, amelyeket az akceptorhoz adnak, hogy növeljék az akceptor elektromos vezetőképességét. A III. csoportba tartozó elemek gyakoriak, mint akceptor szennyeződések. A III. csoportba tartozó elemek közé tartozik az alumínium (Al), a bór (B) és a gallium (Ga). Az akceptor olyan adalékanyag, amely p-típusú régiókat képez, amikor félvezetőhöz adják. Ezeknek az atomoknak három vegyértékelektronja van a legkülső elektronhéjukban.
2. ábra: Akceptor jelenléte a szilíciumrácsban
Ha egy szennyező atomot, például alumíniumot adunk egy akceptorhoz, az lecseréli a félvezetőben lévő szilícium atomokat. Ezt megelőzően a szilícium atom körül négy kovalens kötés van. Amikor az alumínium átveszi a szilícium pozícióját, az alumíniumatom csak három kovalens kötést képez, ami viszont hiányzó kovalens kötést eredményez. Ez üres pontot vagy lyukat hoz létre. Ezek a lyukak azonban hasznosak az elektromosság vezetésében. Ha a hozzáadott szennyező atomok száma nő, a félvezetőben lévő lyukak száma is megnő. Ez a kiegészítés viszont növeli a vezetőképességet. Az adalékolási folyamat befejezése után a félvezető külső félvezetővé válik.
Mi a különbség a donor és az akceptor szennyeződések között?
Donor vs Acceptor szennyeződések |
|
| A donor szennyeződések azok az elemek, amelyeket a donorhoz adnak, hogy növeljék az adott donor elektromos vezetőképességét. | Az akceptor szennyeződései azok az elemek, amelyeket az akceptorhoz adnak, hogy növeljék az akceptor elektromos vezetőképességét. |
|
Általános szennyeződések | |
| V csoport elemei | III. csoport elemei |
| Példák szennyeződésekre | |
| Arzén (As), foszfor (P), bizmut (Bi) és antimon (Sb). | Alumínium (Al), bór (B) és gallium (Ga) |
| Folyamat | |
| Növelje a szabad elektronok számát a félvezetőben. | Növelje a félvezetőben lévő lyukakat. |
| Valence Electrons | |
| Az atomoknak öt vegyértékelektronjuk van. | Az atomoknak három vegyértékelektronjuk van. |
| Kovalens kötés | |
| Négy kovalens kötést képez a félvezető belsejében, így az ötödik elektron szabad elektronként marad. | Három kovalens kötést hoz létre a félvezető belsejében, lyukat hagyva ott, ahol hiányzik a kovalens kötés. |
Összefoglaló – Donor vs akceptor szennyeződések
A félvezetők olyan anyagok, amelyek vezetőképesek a nem vezető szigetelők és a vezető fémek között. A donorok és akceptorok olyan adalékanyagok, amelyek vezető régiókat képeznek a félvezetőkben. A donor és az akceptor adalékolása olyan folyamat, amely növeli a félvezető elektromos vezetőképességét. A legfontosabb különbség a donor és az akceptor szennyeződések között az, hogy a periódusos rendszer III. csoportjába tartozó elemek donor szennyeződésként, míg az V. csoportba tartozó elemek akceptor szennyeződésként működnek.
