La diferència clau entre les impureses donants i acceptores és que els elements del grup V de la taula periòdica solen actuar com a impureses donants, mentre que els elements del grup III solen actuar com a impureses acceptores.
El dopatge és el procés que afegeix impureses a un semiconductor. El dopatge és important per augmentar la conductivitat del semiconductor. Hi ha dues formes principals de dopatge, i són el dopatge dels donants i el dopatge dels acceptors. El dopatge del donant afegeix impureses al donant, mentre que el dopatge de l'acceptador afegeix impureses al receptor.
Què són les impureses dels donants?
Les impureses del donant són els elements afegits a un donant per augmentar la conductivitat elèctrica d'aquest donant. Els elements del grup V de la taula periòdica són les impureses donants comunes. Un donant és un àtom o grup d'àtoms que poden formar regions de tipus n quan s'afegeixen a un semiconductor. Un exemple comú és un silici (Si).
Figura 1: presència d'un donant en una gelosia de silicona
Els elements del grup V que solen servir com a impureses donants inclouen arsènic (As), fòsfor (P), bismut (Bi) i antimoni (Sb). Aquests elements tenen cinc electrons a la seva capa d'electrons més externa (hi ha cinc electrons de valència). Quan s'afegeix un d'aquests àtoms a un donant com el silici, la impuresa substitueix l'àtom de silici, formant quatre enllaços covalents. Però, ara hi ha un electró lliure ja que hi havia cinc electrons de valència. Per tant, aquest electró es queda com un electró lliure, la qual cosa augmenta la conductivitat del semiconductor. A més, el nombre d'àtoms d'impuresa determina el nombre d'electrons lliures presents al donant.
Què són les impureses acceptadores?
Les impureses de l'acceptor són els elements afegits a un acceptor per augmentar la conductivitat elèctrica d'aquest acceptor. Els elements del grup III són comuns com a impureses acceptores. Els elements del grup III inclouen alumini (Al), bor (B) i gal·li (Ga). Un acceptor és un dopant que forma regions de tipus p quan s'afegeix a un semiconductor. Aquests àtoms tenen tres electrons de valència a les seves capes d'electrons més externes.
Figura 2: presència d'un acceptador en una gelosia de silici
Quan s'afegeix un dels àtoms d'impuresa com l'alumini a un acceptor, substitueix els àtoms de silici del semiconductor. Abans d'aquesta addició, l'àtom de silici té quatre enllaços covalents al seu voltant. Quan l'alumini ocupa la posició de silici, l'àtom d'alumini només forma tres enllaços covalents, que al seu torn, es tradueixen en un enllaç covalent que f alta. Això crea un punt buit o un forat. Tanmateix, aquests forats són útils per conduir l'electricitat. Quan augmenta el nombre d'àtoms d'impuresa afegits, també augmenta el nombre de forats presents al semiconductor. Aquesta addició, al seu torn, augmenta la conductivitat. Un cop finalitzat el procés de dopatge, el semiconductor es converteix en un semiconductor extrínsec.
Quina diferència hi ha entre les impureses del donant i l'acceptant?
Impureses del donant vs de l'acceptador |
|
| Les impureses del donant són els elements afegits a un donant per augmentar la conductivitat elèctrica d'aquest donant. | Les impureses de l'acceptador són els elements afegits a un acceptor per augmentar la conductivitat elèctrica d'aquest acceptor. |
|
Impureses habituals | |
| elements del grup V | Elements del grup III |
| Exemples d'impureses | |
| Arsènic (As), fòsfor (P), bismut (Bi) i antimoni (Sb). | Alumini (Al), bor (B) i gal·li (Ga) |
| procés | |
| Augmenta els electrons lliures al semiconductor. | Augmenta els forats presents al semiconductor. |
| Electrons de valència | |
| Els àtoms tenen cinc electrons de valència. | Els àtoms tenen tres electrons de valència. |
| Enllaç covalent | |
| Forma quatre enllaços covalents dins del semiconductor, deixant el cinquè electró com a electró lliure. | Forma tres enllaços covalents dins del semiconductor, deixant un forat on f alta un enllaç covalent. |
Resum: Impureses del donant vs de l'acceptador
Els semiconductors són els materials que són conductors entre un aïllant que no són conductors i els metalls que són conductors. Els donants i acceptors són dopants que formen regions conductores en semiconductors. El dopatge de donant i acceptor són processos que augmenten la conductivitat elèctrica del semiconductor. La diferència clau entre les impureses donants i acceptores és que els elements del grup III de la taula periòdica actuen com a impureses donants, mentre que els elements del grup V actuen com a impureses acceptores.
