Differenza tra impurità di donatore e accettore

La differenza chiave tra impurità del donatore e accettore è che gli elementi del gruppo V della tavola periodica agiscono tipicamente come impurità del donatore mentre gli elementi del gruppo III generalmente agiscono come impurità dell'accettore.

Il doping è il processo che aggiunge impurità a un semiconduttore. Il drogaggio è importante per aumentare la conduttività del semiconduttore. Esistono due forme principali di doping e sono il doping dei donatori e il doping dell'accettore. Il doping del donatore aggiunge impurità al donatore, mentre il drogaggio dell'accettore aggiunge impurità all'accettatore.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Quali sono le impurità dei donatori
3. Che cosa sono le impurità di Acceptor
4. Confronto affiancato - Impurità tra donatore e accettore in forma tabulare
5. Sommario

Quali sono le impurità dei donatori?

Le impurità donatrici sono gli elementi aggiunti a un donatore per aumentare la conduttività elettrica di quel donatore. Gli elementi nel gruppo V della tavola periodica sono le impurità del donatore comune. Un donatore è un atomo o un gruppo di atomi che possono formare regioni di tipo n quando vengono aggiunti a un semiconduttore. Un esempio comune è un silicio (Si).

Figura 1: presenza di un donatore in un reticolo di silicone

Gli elementi del gruppo V che spesso fungono da impurità dei donatori includono arsenico (As), fosforo (P), bismuto (Bi) e antimonio (Sb). Questi elementi hanno cinque elettroni nel loro guscio elettronico più esterno (ci sono cinque elettroni di valenza). Quando si aggiunge uno di questi atomi a un donatore come il silicio, l'impurità sostituisce l'atomo di silicio, formando quattro legami covalenti. Ma ora c'è un elettrone libero poiché c'erano cinque elettroni di valenza. Pertanto, questo elettrone rimane come un elettrone libero, che aumenta la conduttività del semiconduttore. Inoltre, il numero di atomi di impurità determina il numero di elettroni liberi presenti nel donatore.

Che cosa sono le impurità di Acceptor?

Le impurità dell'accettatore sono gli elementi aggiunti ad un accettore per aumentare la conduttività elettrica di tale accettore. Gli elementi nel gruppo III sono comuni come impurità dell'accettore. Gli elementi del gruppo III comprendono alluminio (Al), boro (B) e gallio (Ga). Un accettore è un drogante che forma regioni di tipo p quando aggiunto a un semiconduttore. Questi atomi hanno tre elettroni di valenza nei loro gusci elettronici più esterni.

Figura 2: Presenza di un accettore in un reticolo di silicio

Quando viene aggiunto uno degli atomi di impurità come l'alluminio ad un accettore, esso sostituisce gli atomi di silicio nel semiconduttore. Prima di questa aggiunta, l'atomo di silicio ha quattro legami covalenti attorno ad esso. Quando l'alluminio assume la posizione di silicio, l'atomo di alluminio forma solo tre legami covalenti, che a loro volta provocano un legame covalente mancante. Questo crea un punto libero o un buco. Tuttavia, questi fori sono utili per condurre elettricità. Aumentando il numero di atomi di impurezze aumenta anche il numero di fori presenti nel semiconduttore. Questa aggiunta, a sua volta, aumenta la conduttività. Dopo il completamento del processo di drogaggio, il semiconduttore diventa un semiconduttore estrinseco.

Qual è la differenza tra impurità di donatore e accettore?

Impurità di donatore vs accettore
Donatore di impurità sono gli elementi aggiunti a un donatore per aumentare la conduttività elettrica di quel donatore.	Impurità Accettatore sono gli elementi aggiunti ad un accettore per aumentare la conduttività elettrica di tale accettore.
Impurità comuni
Elementi del gruppo V	Elementi del gruppo III
Esempi di impurità
Arsenico (As), fosforo (P), bismuto (Bi) e antimonio (Sb).	Alluminio (Al), boro (B) e gallio (Ga)
Processi
Aumentare gli elettroni liberi nel semiconduttore.	Aumentare i fori presenti nel semiconduttore.
Elettroni di valenza
Gli atomi hanno cinque elettroni di valenza.	Gli atomi hanno tre elettroni di valenza.
Legame covalente
Forma quattro legami covalenti all'interno del semiconduttore, lasciando il quinto elettrone come elettrone libero.	Forma tre legami covalenti all'interno del semiconduttore, lasciando un foro in cui manca un legame covalente.

Riassunto - Impurità di donatore vs accettore

I semiconduttori sono i materiali che sono conduttivi tra un isolante che non è conduttore e metalli che sono conduttori. I donatori e gli accettori sono droganti che formano regioni conduttive nei semiconduttori. Il drogaggio di donatore e accettore sono processi che aumentano la conduttività elettrica del semiconduttore. La differenza chiave tra impurità del donatore e accettore è che gli elementi del gruppo III della tavola periodica agiscono come impurità del donatore mentre gli elementi del gruppo V agiscono come impurità dell'accettore.

Riferimento:

1. "Differenza tra impurità di donatore e accettore in semiconduttori". Physicsabout.com, 23 dic. 2017, Disponibile qui.
2. Impurità di donatore e accettore in semiconduttore. Disponibile qui.
3. "Acceptor (Semiconductors)." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 marzo 2018, Disponibile qui.
4. "Donatore (Semiconduttori)." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 febbraio 2018, Disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Accettatore nel reticolo di Si" di Karolkalna alla Wikipedia in inglese, (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia
2. "Donor in Si lattice" di Karolkalna alla Wikipedia in inglese (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia