Kľúčový rozdiel medzi nečistotami bohatými na elektróny a nečistotami s nedostatkom elektrónov je v tom, že nečistoty bohaté na elektróny sú dopované prvkami skupiny 1, ako sú P a As, ktoré pozostávajú z 5 valenčných elektrónov, zatiaľ čo nečistoty s nedostatkom elektrónov sú dotované prvkami skupiny 13 ako B a Al, ktoré z 3 valenčných elektrónov.
Pojmy bohaté na elektróny a nečistoty s nedostatkom elektrónov patria do polovodičovej technológie. Polovodiče sa zvyčajne správajú dvoma spôsobmi: vlastným vedením a vonkajším vedením. Pri vlastnom vedení, keď je dodávaná elektrina, sa elektróny pohybujú za kladným nábojom alebo dierou v mieste chýbajúceho elektrónu, pretože čistý kremík a germánium sú slabé vodiče so sieťou silných kovalentných väzieb. Vďaka tomu vedie kryštál elektrinu. Pri vonkajšom vedení sa vodivosť vnútorných vodičov zvyšuje pridaním vhodného množstva vhodnej nečistoty. Tento proces nazývame „doping“. Dva typy dopingových metód sú doping bohatý na elektróny a doping s nedostatkom elektrónov.
Čo sú nečistoty bohaté na elektróny?
Nečistoty bohaté na elektróny sú typy atómov s väčším počtom elektrónov, ktoré sú užitočné pri zvyšovaní vodivosti polovodičového materiálu. Tieto sú pomenované ako polovodiče typu n, pretože počas tejto dopingovej techniky sa zvyšuje počet elektrónov.
V tomto type polovodiča sa do polovodiča pridávajú atómy s piatimi valenčnými elektrónmi, čo vedie k tomu, že štyri z piatich elektrónov sa použijú na vytvorenie štyroch kovalentných väzieb so štyrmi susednými atómami kremíka. Potom piaty elektrón existuje ako ďalší elektrón a delokalizuje sa. Existuje veľa delokalizovaných elektrónov, ktoré môžu zvýšiť vodivosť dopovaného kremíka, a tým zvýšiť vodivosť polovodiča.
Čo sú nečistoty s nedostatkom elektrónov?
Nečistoty bohaté na elektróny sú typy atómov, ktoré majú menej elektrónov, čo je užitočné pri zvyšovaní vodivosti polovodičového materiálu. Tieto sú pomenované ako polovodiče typu p, pretože počas tejto dopingovej techniky sa zvyšuje počet otvorov.
V tomto type polovodiča sa k polovodičovému materiálu pridáva atóm s tromi valenčnými elektrónmi, čím sa atómy kremíka alebo germánia nahrádzajú atómom nečistoty. Atómy nečistôt majú valenčné elektróny, ktoré môžu vytvárať väzby s tromi ďalšími atómami, ale štvrtý atóm zostáva voľný v kryštáli kremíka alebo germánia. Preto je teraz tento atóm k dispozícii na vedenie elektriny.
Aký je rozdiel medzi nečistotami bohatými na elektróny a nečistotami s nedostatkom elektrónov?
Kľúčový rozdiel medzi nečistotami bohatými na elektróny a nečistotami s nedostatkom elektrónov je v tom, že nečistoty bohaté na elektróny sú dopované prvkami skupiny 1, ako je P a As, ktoré obsahujú 5 valenčných elektrónov, zatiaľ čo nečistoty s nedostatkom elektrónov sú dotované prvkami skupiny 13, ako je B a Al, ktoré obsahujú 3 valenčné elektróny. Keď zvažujeme úlohu atómov nečistôt, v nečistotách bohatých na elektróny sa 4 z 5 elektrónov v atóme nečistoty používajú na vytváranie kovalentných väzieb so 4 susednými atómami kremíka a zostáva 5th elektrón extra a stáva sa delokalizovaným; avšak v elektrónovo deficitných nečistotách zostáva 4th elektrón atómu mriežky navyše a izolovaný, čo môže vytvoriť elektrónovú dieru alebo elektrónovú prázdnotu.
Nasledujúca tabuľka sumarizuje rozdiel medzi nečistotami bohatými na elektróny a nečistotami s nedostatkom elektrónov.
Súhrn – elektrónovo bohaté verzus elektrónovo deficitné nečistoty
Polovodiče sú pevné látky s vlastnosťami medzi kovmi a izolantmi. Tieto pevné látky majú len malý rozdiel v energii medzi naplneným valenčným pásom a prázdnym pásom vodivosti. Nečistoty bohaté na elektróny a nečistoty s nedostatkom elektrónov sú dva pojmy, ktoré používame na opis polovodičových materiálov. Kľúčový rozdiel medzi nečistotami bohatými na elektróny a nečistotami s nedostatkom elektrónov je v tom, že nečistoty bohaté na elektróny sú dopované prvkami skupiny 1, ako sú P a As, ktoré obsahujú 5 valenčných elektrónov, zatiaľ čo nečistoty s nedostatkom elektrónov sú dopované prvkami skupiny 13, ako sú B a Al, ktoré obsahujú 3 valenčné elektróny.
