Kluczowa różnica między zanieczyszczeniami bogatymi w elektrony i ubogimi w elektrony polega na tym, że zanieczyszczenia bogate w elektrony są domieszkowane pierwiastkami z grupy 1s, takimi jak P i As, które składają się z 5 elektronów walencyjnych, podczas gdy domieszki ubogie w elektrony są domieszkowane pierwiastkami z grupy 13 takich jak B i Al, które z 3 elektronów walencyjnych.
Terminy zanieczyszczeń bogatych w elektrony i ubogich w elektrony należą do technologii półprzewodnikowej. Półprzewodniki zwykle zachowują się na dwa sposoby: przewodnictwo wewnętrzne i przewodnictwo zewnętrzne. W przewodzeniu wewnętrznym, gdy dostarczana jest energia elektryczna, elektrony przemieszczają się za dodatnim ładunkiem lub dziurą w miejscu brakującego elektronu, ponieważ czysty krzem i german są słabymi przewodnikami posiadającymi sieć silnych wiązań kowalencyjnych. To sprawia, że kryształ przewodzi prąd. W przewodzeniu zewnętrznym przewodność przewodników samoistnych zwiększa się przez dodanie odpowiedniej ilości odpowiedniego zanieczyszczenia. Nazywamy ten proces „dopingiem”. Dwa rodzaje metod domieszkowania to domieszkowanie bogate w elektrony i niedoborowe.
Czym są zanieczyszczenia bogate w elektrony?
Zanieczyszczenia bogate w elektrony to rodzaje atomów o większej liczbie elektronów, które są przydatne w zwiększaniu przewodności materiału półprzewodnikowego. Są one nazywane półprzewodnikami typu n, ponieważ liczba elektronów wzrasta podczas tej techniki domieszkowania.
W tego typu półprzewodnikach atomy z pięcioma elektronami walencyjnymi są dodawane do półprzewodnika, co powoduje, że cztery z pięciu elektronów są wykorzystywane do tworzenia czterech wiązań kowalencyjnych z czterema sąsiadującymi atomami krzemu. Następnie piąty elektron istnieje jako dodatkowy elektron i zostaje zdelokalizowany. Istnieje wiele zdelokalizowanych elektronów, które mogą zwiększyć przewodność domieszkowanego krzemu, zwiększając w ten sposób przewodność półprzewodnika.
Czym są zanieczyszczenia z niedoborem elektronów?
Zanieczyszczenia bogate w elektrony to rodzaje atomów o mniejszej liczbie elektronów, co jest przydatne w zwiększaniu przewodności materiału półprzewodnikowego. Są one nazywane półprzewodnikami typu p, ponieważ podczas tej techniki domieszkowania zwiększa się liczba otworów.
W tego typu półprzewodnikach do materiału półprzewodnikowego dodaje się atom z trzema elektronami walencyjnymi, zastępując atomy krzemu lub germanu atomem domieszki. Atomy zanieczyszczeń mają elektrony walencyjne, które mogą tworzyć wiązania z trzema innymi atomami, ale wtedy czwarty atom pozostaje wolny w krysztale krzemu lub germanu. Dlatego ten atom jest teraz dostępny do przewodzenia elektryczności.
Jaka jest różnica między zanieczyszczeniami bogatymi w elektrony a zanieczyszczeniami z niedoborem elektronów?
Kluczowa różnica między zanieczyszczeniami bogatymi w elektrony i ubogimi w elektrony polega na tym, że zanieczyszczenia bogate w elektrony są domieszkowane pierwiastkami z grupy 1s, takimi jak P i As, które zawierają 5 elektronów walencyjnych, podczas gdy domieszki ubogie w elektrony są domieszkowane pierwiastkami z grupy 13, takimi jak B i Al, które zawierają 3 elektrony walencyjne. Rozważając rolę atomów zanieczyszczeń, w zanieczyszczeniach bogatych w elektrony, 4 z 5 elektronów w atomie domieszki są wykorzystywane do tworzenia wiązań kowalencyjnych z 4 sąsiednimi atomami krzemu, a elektron o numerze 5 pozostaje dodatkowe i zostaje zdelokalizowane; jednak w przypadku zanieczyszczeń z niedoborem elektronów, 4 elektron atomu sieci pozostaje dodatkowy i odizolowany, co może stworzyć dziurę elektronową lub wakat elektronu.
Poniższa tabela podsumowuje różnicę między zanieczyszczeniami bogatymi w elektrony i z niedoborem elektronów.
Podsumowanie – Bogate w elektrony vs zanieczyszczenia z niedoborem elektronów
Półprzewodniki to ciała stałe o właściwościach pośrednich między metalami a izolatorami. Te ciała stałe mają tylko niewielką różnicę energii między wypełnionym pasmem walencyjnym a pustym pasmem przewodnictwa. Zanieczyszczenia bogate w elektrony i zanieczyszczenia z niedoborem elektronów to dwa terminy, których używamy do opisania materiałów półprzewodnikowych. Kluczowa różnica między zanieczyszczeniami bogatymi w elektrony i ubogimi w elektrony polega na tym, że domieszki bogate w elektrony są domieszkowane pierwiastkami z grupy 1s, takimi jak P i As, który zawiera 5 elektronów walencyjnych, podczas gdy domieszki ubogie w elektrony są domieszkowane pierwiastkami z grupy 13, takimi jak B i Al, który zawiera 3 elektrony walencyjne.
