Põhiline erinevus doonor- ja aktseptorlisandite vahel on see, et perioodilise tabeli rühma V elemendid toimivad tavaliselt doonorlisanditena, samas kui III rühma elemendid toimivad tavaliselt aktseptorlisanditena.
Doping on protsess, mis lisab pooljuhtidele lisandeid. Doping on oluline pooljuhi juhtivuse suurendamisel. Dopingul on kaks peamist vormi ja need on doonordoping ja aktseptordoping. Doonori doping lisab doonorile lisandeid, samas kui aktseptori doping lisab aktseptorile lisandeid.
Mis on doonori lisandid?
Doonori lisandid on doonorile lisatud elemendid, et suurendada selle doonori elektrijuhtivust. Perioodilise tabeli V rühma elemendid on tavalised doonorlisandid. Doonor on aatom või aatomite rühm, mis pooljuhile lisamisel võib moodustada n-tüüpi piirkondi. Levinud näide on räni (Si).
Joonis 1: Doonori olemasolu silikoonvõres
Rühma V elemendid, mis sageli toimivad doonorlisanditena, on arseen (As), fosfor (P), vismut (Bi) ja antimon (Sb). Nende elementide välimises elektronkihis on viis elektroni (valentselektroni on viis). Kui lisatakse üks neist aatomitest doonorile, näiteks ränile, asendab lisand räni aatomit, moodustades neli kovalentset sidet. Kuid nüüd on vaba elektron, kuna seal oli viis valentselektroni. Seetõttu jääb see elektron vabaks elektroniks, mis suurendab pooljuhi juhtivust. Lisaks määrab lisandite aatomite arv doonoris olevate vabade elektronide arvu.
Mis on vastuvõtva lisandid?
Aktseptori lisandid on elemendid, mis lisatakse aktseptorile selle aktseptori elektrijuhtivuse suurendamiseks. III rühma elemendid on levinud aktseptorlisanditena. III rühma elementide hulka kuuluvad alumiinium (Al), boor (B) ja gallium (Ga). Aktseptor on lisand, mis pooljuhile lisamisel moodustab p-tüüpi piirkondi. Nende aatomite äärepoolseimates elektronkihtides on kolm valentselektroni.
Joonis 2: Aktseptori olemasolu ränivõres
Kui aktseptorile lisatakse üks lisandiaatomitest, näiteks alumiinium, asendab see pooljuhi räni aatomid. Enne seda lisamist on räni aatomi ümber neli kovalentset sidet. Kui alumiinium võtab räni positsiooni, moodustab alumiiniumi aatom ainult kolm kovalentset sidet, mis omakorda põhjustab kovalentse sideme puudumise. See loob vaba punkti või augu. Need augud on aga kasulikud elektri juhtimisel. Kui lisatud lisandite aatomite arv suureneb, suureneb ka pooljuhis olevate aukude arv. See lisamine omakorda suurendab juhtivust. Pärast dopinguprotsessi lõppu muutub pooljuht väliseks pooljuhiks.
Mis vahe on doonori ja aktseptori lisanditel?
Doonor vs vastuvõtja lisandid |
|
| Doonori lisandid on elemendid, mis lisatakse doonorile selle doonori elektrijuhtivuse suurendamiseks. | Aktseptori lisandid on elemendid, mis lisatakse aktseptorile, et suurendada selle aktseptori elektrijuhtivust. |
| Tavalised lisandid | |
| Rühma V elemendid | Rühma III elemendid |
| Elementide näited | |
| Arseen (As), fosfor (P), vismut (Bi) ja antimon (Sb). | Alumiinium (Al), boor (B) ja gallium (Ga) |
| Töötlemine | |
| Suurenda vabade elektronide hulka pooljuhis. | Suurendage pooljuhis olevaid auke. |
| Valence Electrons | |
| Aatomitel on viis valentselektroni. | Aatomitel on kolm valentselektroni. |
| Kovalentne side | |
| Moodustab pooljuhi sees neli kovalentset sidet, jättes viienda elektroni vabaks elektroniks. | Moodustab pooljuhi sees kolm kovalentset sidet, jättes ava, kuhu kovalentne side puudub. |
Kokkuvõte – doonor vs vastuvõtja lisandid
Pooljuhid on materjalid, mis on juhtivad mittejuhtivate isolaatorite ja juhtivate metallide vahel. Doonorid ja aktseptorid on lisandid, mis moodustavad pooljuhtides juhtivaid piirkondi. Doonori ja aktseptori doping on protsessid, mis suurendavad pooljuhi elektrijuhtivust. Peamine erinevus doonor- ja aktseptorlisandite vahel on see, et perioodilise tabeli III rühma elemendid toimivad doonorlisanditena, samas kui V rühma elemendid toimivad aktseptorlisanditena.
