Skillnad mellan Donor och Acceptor urenheter

Den viktigaste skillnaden mellan donor- och acceptorföroreningar är att elementen i grupp V i det periodiska tabellen vanligtvis fungerar som donorföroreningar medan element i grupp III normalt fungerar som acceptorföroreningar.

Dopning är processen som lägger till föroreningar i en halvledare. Dopning är viktigt för att öka halvledarens konduktivitet. Det finns två huvudsakliga former av dopning, och de är donordopning och acceptor dopning. Donatdopning lägger urenheter på givaren, medan acceptordopningen lägger till föroreningar till acceptorn.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är donorns föroreningar
3. Vad är Acceptor Impurities
4. Jämförelse vid sida vid sida - Donor vs Acceptor Impurities i tabellform
5. Sammanfattning

Vad är donorns föroreningar?

Donor föroreningar är de element som läggs till en givare för att öka den elektriska ledningsförmågan hos den givaren. Elementen i grupp V i det periodiska tabellen är de vanliga donatorföroreningarna. En givare är en atom eller en grupp av atomer som kan bilda n-typregioner när de läggs till en halvledare. Ett vanligt exempel är ett kisel (Si).

Figur 1: Närvaro av en givare i en silikongitter

Grupp V-elementen som ofta tjänar som donorföroreningar innefattar arsenik (As), fosfor (P), vismut (Bi) och antimon (Sb). Dessa element har fem elektroner i sitt yttersta elektronskal (det finns fem valenselektroner). När en av dessa atomer tillsätts till en donator, såsom kisel, ersätter orenheten kiselatomen, vilket bildar fyra kovalenta bindningar. Men nu finns det en frielektron eftersom det fanns fem valenselektroner. Därför är denna elektron kvar som en frielektron, vilket ökar halvledarens konduktivitet. Vidare bestämmer antalet orenhetsatomer antalet fria elektroner närvarande i givaren.

Vad är Acceptor Impurities?

Acceptor urenheter är de element som adderas till en acceptor för att öka den elektriska ledningsförmågan hos den acceptorn. Elementen i grupp III är vanliga som acceptorföroreningar. Elementen i grupp III innefattar aluminium (Al), bor (B) och gallium (Ga). En acceptor är en dopmedel som bildar p-typregioner när den läggs till en halvledare. Dessa atomer har tre valenselektroner i sina yttersta elektronskal.

Figur 2: Närvaro av en acceptor i en silikonristall

När man lägger till en av föroreningarna som aluminium till en acceptor, ersätter den kiselatomerna i halvledaren. Före detta tillägg har kiselatomen fyra kovalenta bindningar runt den. När aluminium tar ställning för kisel 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 förorenade atomer ökar ökar också antalet hål i halvledaren. Denna tillsats ökar i sin tur ledningsförmågan. Efter avslutad dopningsprocess blir halvledaren en extrinsisk halvledare.

Vad är skillnaden mellan donor- och acceptorns föroreningar?

Donor vs Acceptor Impurities
Donor föroreningar delas elementen till en givare för att öka den elektriska ledningsförmågan hos den givaren.	Acceptor föroreningar delas elementen till en acceptor för att öka den elektriska ledningsförmågan hos den acceptorn.
Vanliga urenheter
Grupp V-element	Grupp III-element
Exempel på orenheter
Arsen (As), fosfor (P), vismut (Bi) och antimon (Sb).	Aluminium (Al), bor (B) och gallium (Ga)
Bearbeta
Öka de fria elektronerna i halvledaren.	Öka hålen i halvledaren.
Valenselektroner
Atomer har fem valenselektroner.	Atomer har tre valenselektroner.
Kovalent bindning
Formar fyra kovalenta bindningar inuti halvledaren och lämnar den femte elektronen som en frielektron.	Formar tre kovalenta bindningar inuti halvledaren och lämnar ett hål där en kovalent bindning saknas.

Sammanfattning - Donor vs Acceptor Impurities

Halvledare är de material som är ledande mellan en isolator som är icke-ledare och metaller som är ledare. Givare och acceptorer är dopmedel som bildar ledande regioner i halvledare. Dopning av givare och acceptor är processer som ökar halvledarens elektriska ledningsförmåga. Huvudskillnaden mellan donator- och acceptorföroreningar är att elementen i grupp III i det periodiska tabellen fungerar som donatorföroreningar medan element i grupp V fungerar som acceptorföroreningar.

Referens:

1. "Skillnad mellan Donor och Acceptor Impurities i Semiconductor." Physicsabout.com, 23 dec 2017, Tillgänglig här.
2. Donor och Acceptor föroreningar i halvledare. Tillgänglig här.
3. "Acceptor (Semiconductors)." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 mars 2018, Tillgänglig här.
4. "Donor (Semiconductors)." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 februari 2018, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Acceptor i Si gitter" Av Karolkalna på den engelska Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Donor i Si gitter" Av Karolkalna på den engelska Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia