Донорлық және акцепторлық қоспалардың негізгі айырмашылығы периодтық жүйенің V тобындағы элементтер әдетте донорлық қоспалар ретінде әрекет етеді, ал III топтағы элементтер әдетте акцепторлық қоспалар ретінде әрекет етеді.
Допинг – жартылай өткізгішке қоспаларды қосатын процесс. Допинг жартылай өткізгіштің өткізгіштігін арттыруда маңызды. Допингтің екі негізгі түрі бар, олар донорлық допинг және акцепторлық допинг. Донорлық допинг донорға қоспаларды қосады, ал акцепторлық допинг акцепторға қоспаларды қосады.
Донорлық қоспалар дегеніміз не?
Донорлық қоспалар – донордың электр өткізгіштігін арттыру үшін донорға қосылатын элементтер. Периодтық жүйенің V тобындағы элементтер жалпы донор қоспалар болып табылады. Донор - жартылай өткізгішке қосылғанда n-типті аймақтарды құра алатын атом немесе атомдар тобы. Жалпы мысал кремний (Si).
1-сурет: силикон торында донордың болуы
Донорлық қоспалар ретінде жиі қызмет ететін V топ элементтеріне мышьяк (As), фосфор (P), висмут (Bi) және сурьма (Sb) жатады. Бұл элементтердің ең сыртқы электрондық қабатында бес электрон бар (бес валенттік электрон бар). Осы атомдардың біреуін кремний сияқты донорға қосқанда, қоспа төрт коваленттік байланыс құра отырып, кремний атомын ауыстырады. Бірақ, енді бос электрон бар, өйткені бес валенттік электрон бар. Сондықтан бұл электрон бос электрон ретінде қалады, бұл жартылай өткізгіштің өткізгіштігін арттырады. Сонымен қатар, қоспа атомдарының саны донордағы бос электрондардың санын анықтайды.
Акцепторлық қоспалар дегеніміз не?
Акцепторлық қоспалар - бұл акцептордың электр өткізгіштігін арттыру үшін акцепторға қосылатын элементтер. III топтағы элементтер акцепторлық қоспалар ретінде кең таралған. III топтағы элементтерге алюминий (Al), бор (B) және галий (Ga) кіреді. Акцептор - жартылай өткізгішке қосқанда p-типті аймақтарды құрайтын қоспа. Бұл атомдардың ең сыртқы электрондық қабаттарында үш валенттілік электроны бар.
2-сурет: кремний торында акцептордың болуы
Алюминий сияқты қоспа атомдарының бірін акцепторға қосқанда, ол жартылай өткізгіштегі кремний атомдарын ауыстырады. Осы қосу алдында кремний атомының айналасында төрт коваленттік байланыс бар. Алюминий кремний позициясын алған кезде, алюминий атомы тек үш коваленттік байланыс түзеді, бұл өз кезегінде коваленттік байланыстың болмауына әкеледі. Бұл бос нүкте немесе тесік жасайды. Дегенмен, бұл тесіктер электр тогын өткізуге пайдалы. Қосылған қоспа атомдарының саны артқанда, жартылай өткізгіштегі саңылаулардың саны да артады. Бұл қосу, өз кезегінде, өткізгіштікті арттырады. Допинг процесі аяқталғаннан кейін жартылай өткізгіш сыртқы жартылай өткізгішке айналады.
Донорлық және акцепторлық қоспалардың айырмашылығы неде?
Донор және қабылдаушы қоспалар |
|
| Донорлық қоспалар – донордың электр өткізгіштігін арттыру үшін донорға қосылатын элементтер. | Акцепторлық қоспалар - бұл акцептордың электр өткізгіштігін арттыру үшін акцепторға қосылатын элементтер. |
|
Жалпы қоспалар | |
| V топ элементтері | III топ элементтері |
| Қоспалардың мысалдары | |
| Мышьяк (As), фосфор (P), висмут (Bi) және сурьма (Sb). | Алюминий (Al), бор (B) және галий (Ga) |
| Процесс | |
| Жартылай өткізгіштегі бос электрондарды көбейтіңіз. | Жартылай өткізгіштегі тесіктерді үлкейтіңіз. |
| Валенттік электрондар | |
| Атомдарда бес валенттік электрон бар. | Атомдарда үш валенттік электрон бар. |
| Ковалентті байланыс | |
| Жартылай өткізгіш ішінде төрт коваленттік байланыс түзіп, бесінші электронды бос электрон ретінде қалдырады. | Жартылай өткізгіштің ішінде коваленттік байланыс жоқ тесік қалдырып, үш коваленттік байланыс түзеді. |
Қорытынды – донор мен қабылдаушы қоспалар
Жартылай өткізгіштер - өткізгіш емес оқшаулағыш пен өткізгіш металдар арасында өткізгіш болып табылатын материалдар. Донорлар мен акцепторлар жартылай өткізгіштерде өткізгіш аймақтарды құрайтын қоспалар. Донорлық және акцепторлық қоспалар жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігін жоғарылататын процестер болып табылады. Донорлық және акцепторлық қоспалардың негізгі айырмашылығы - периодтық жүйенің III тобындағы элементтер донорлық қоспалар, ал V топтағы элементтер акцепторлық қоспалар ретінде әрекет етеді.
