L’ajout d’impuretés à un matériau semi-conducteur conduit à provoquer une variation de la nature conduite du matériau. Le facteur fondamental de la différence entre les impuretés du donneur et de l’accepteur est qu’une impureté donneuse donne des accusations au semi-conducteur. Contre une impureté accepteur accepte les charges du matériel semi-conducteur.
Fondamentalement, le phénomène d’ajout d’impureté à un semi-conducteur est connu sous le nom dopage. Le dopage contribue à la conductivité du matériau. Il existe divers facteurs de différenciation entre les donneurs et les impuretés accepteurs que nous verrons dans ce contenu.
Contenu: Donor vs Impureurs accepteurs
- Graphique de comparaison
- Définition
- Différences clés
- Conclusion
Graphique de comparaison
| Base de comparaison | Impuretés des donateurs | Impuretés accepteurs |
|---|---|---|
| Basique | Les impuretés qui augmentent la conductivité en donnant des frais sont connues sous le nom d’impuretés donneuses. | Les impuretés qui acceptent la charge pour l’augmentation de la conductivité sont connues sous le nom d’impuretés accepteurs. |
| Également appelé | Impuretés pentavalentes | Impuretés trivalentes |
| Nombre d’électrons de valence | 5 | 3 |
| Formes | Semi-conducteur de type N | Semi-conducteur de type P |
| Position de groupe dans le tableau périodique | Groupe V | Groupe III |
| Exemples | Phosphore, bismuth. | Aluminium, bore. |
Définition de l’impureté des donateurs
Un dopant ayant 5 électrons dans sa coquille de valence lorsqu’il est dopé avec un semi-conducteur pour augmenter sa conductivité est connu comme une impureté donneuse. Il a la possibilité de donner un électron supplémentaire présent dans sa coquille de valence à l’atome voisin. Ainsi reçoit le nom «donateur». En raison de la présence d’un excès de charge négative, il forme le région de type n. Ainsi, l’impureté des donateurs est utilisée pour former des semi-conducteurs de type N.
Les éléments du groupe V sont censés être des donneurs car ils se composent de 5 électrons dans la coquille la plus externe. Ainsi, il est également connu comme impureté pentavalent.
Considérez qu’un arsenic à l’impureté pentavalent (AS) est dopé dans une structure de silicium pure.
Comme nous le savons, l’arsenic a 5 électrons présents dans sa coquille de valence. Ainsi, 4 électrons de forme d’arsenic 4 liaisons covalentes avec 4 électrons d’atome de silicium voisin comme indiqué ci-dessous:
Mais comme nous pouvons le voir, un électron supplémentaire est présent. Cet électron extra faiblement lié s’écoule librement autour du cristal même à température ambiante. Le mouvement de cette charge libre à l’intérieur du cristal génère du courant. Ainsi, l’excès d’électron ici est connu sous le nom de porte-charge.
Définition de l’impureté accepteur
Un dopant avec 3 électrons dans sa coquille de valence, dopé avec un semi-conducteur pour augmenter sa conductivité, est connu comme une impureté accepteur. Il a la capacité par laquelle il peut accepter un électron de l’atome voisin car il a une vacance d’électrons. Ainsi est appelé impureté accepteur. Ainsi, la présence d’un excès de charge positive forme le région de type P. Ainsi, l’impureté accepteur est utilisée pour former des semi-conducteurs de type P.
Les éléments du groupe III sont connus sous le nom d’impureté donneuse car ces éléments se composent de 3 électrons dans la coquille de valence. Ainsi est connu comme impureté trivalente. Des éléments comme le bore, l’aluminium, l’indium et le gallium sont des exemples d’impureté trivalente.
Considérez un atome en aluminium est dopé dans un cristal pur de silicium:
Nous savons que l’atome en aluminium se compose de 3 électrons dans la coquille la plus externe. Ainsi, dans ce cas, 3 électrons d’aluminium forment 3 liaisons covalentes avec l’atome de silicium voisin. Mais une liaison incomplète existe parce qu’une vacance d’électrons est présente dans la structure. Cela indique la présence d’un excès de charge positive (c’est-à-dire un trou).
Ainsi, pour combler la vacance de cet électron et compléter la liaison covalente, un électron est libéré de l’atome de silicium voisin à température ambiante. Cet électron occupe l’endroit vacant dans le cristal, laissant ainsi la vacance d’un électron à l’autre endroit. De cette façon, une charge positive se déplace afin de remplir l’endroit vacant.
Ainsi, on dit que le mouvement de la charge libre crée du courant.
Différences clés entre les impuretés des donateurs et des accepteurs
- Les impuretés donneurs donnent à son excès d’électrons présents dans sa coquille la plus externe à l’autre atome de la structure cristalline. Alors que l’impureté accepteur lorsqu’elle est ajoutée à un semi-conducteur, elle accepte la charge de l’atome voisin de la structure cristalline.
- L’atome d’impureté des donateurs se compose d’un total de 5 électrons dans sa coquille de valence. Tandis que l’impureté accepteur atome se compose de 3 électrons dans sa coquille de valence.
- Groupe V Les éléments du tableau périodique sont considérés comme une impureté donneuse en raison de la présence d’électrons supplémentaires. Cependant, Groupe III Les éléments du tableau périodique sont considérés comme des impuretés accepteurs en raison de la présence de moins d’électrons dans la coquille de valence.
- Les impuretés des donateurs sont également connues sous le nom type n impureté. Contre les impuretés accepteurs sont deuxièmement connues comme un type p impureté.
- Des éléments comme le phosphore, l’antimoine, le bismuth, l’arsenic, etc. sont des impuretés donneurs. Tandis que le bore, le gallium, l’aluminium, etc. sont des atomes d’impureté accepteurs.
Conclusion
Ainsi, à partir de cette discussion, nous pouvons conclure que l’impureté est ajoutée afin d’améliorer la conductivité du semi-conducteur. Cependant, le type d’impureté ajouté conduit à provoquer une variation du type de porteurs de charge responsables de la conduction.