Դարները և ընդունիչները կիսահոսներում

Դոպինգի սահմանումը

Դոպինգը դիմակայացված է կիրառել կիսաղեկտորներին այնպիսի կանխատեսված հատկություններ տալու համար, որոնք փոխում են նրանց հաղորդակարգային հատկությունները:

Դոնոր կանխատեսված աղանդներ

Դոնոր կանխատեսված աղանդները պենտավալենտ ատոմներ են, որոնք ավելացվում են կիսաղեկտորներին, բերելով ազատ էլեկտրոնների ավելացման, և ստեղծում են n-տիպի կիսաղեկտորներ:

N-տիպի կիսաղեկտոր

Երբ n-տիպի կամ դոնոր կանխատեսված աղանդներ ավելացվում են կիսաղեկտորներին, կառուցվածքում արգելակային էներգիայի հարթությունը կողմնացում է: Դոնոր ատոմները ներկայացնում են նոր էներգիայի մակարդակներ կոնդուկտիվ շերտի միջև: Այս մակարդակները դիսկրետ են, քանի որ կանխատեսված ատոմները հեռացած են և փոքր են փոխազդում: Գերմանիում էներգիայի գագաթը 0.01 eV է, իսկ սիլիկոնում՝ 0.05 eV սենյակային ջերմության դեպքում: Այսպիսով, սենյակային ջերմության դեպքում դոնոր ատոմների հինգերորդ էլեկտրոնը մտնում է կոնդուկտիվ շերտը: Էլեկտրոնների թվի ավելացումը բերում է ավելի քիչ սարքերի առաջացման:

Նույն ջերմության և նույն ծավալի դեպքում n-տիպի կիսաղեկտորում սարքերի թիվը ներքին կիսաղեկտորում ավելի ցածր է: Սա ազատ էլեկտրոնների ավելացման պատճառով է, որը առաջացնում է էլեկտրոն-սարք զուգահեռական զույգերի ավելի բարձր վարժունակություն, քան ներկայացնող կամ ներկայացնող կիսաղեկտորում:

P-տիպի կիսաղեկտոր

Եթե ներքին կիսաղեկտորին ավելացվում է ոչ պենտավալենտ, այլ տրիվալենտ կանխատեսված աղանդ, ապա կիսաղեկտորում կառաջանա ազատ սարքերի ավելացում, ոչ թե ազատ էլեկտրոնների: Քանի որ երբ տրիվալենտ կանխատեսված աղանդ ավելացվում է կիսաղեկտորի կրիստալին, տրիվալենտ ատոմները փոխարինում են որոշ տետրավալենտ կիսաղեկտորի ատոմները: Տրիվալենտ կանխատեսված ատոմի երեք վալենտ էլեկտրոնները կազմում են կապ երեք հարևան կիսաղեկտորի ատոմների հետ: Այսպիսով, չորրորդ հարևան կիսաղեկտորի ատոմի մեկ կապում կլինի էլեկտրոնի բացակայություն, որը կներկայացնի սարք կրիստալին: Քանի որ տրիվալենտ կանխատեսված աղանդները ներկայացնում են ազատ սարքեր կիսաղեկտորի կրիստալին, և այդ սարքերը կարող են ընդունել էլեկտրոններ, այդ կանխատեսված աղանդները կոչվում են ակցեպտոր կանխատեսված աղանդներ: Որպեսզի սարքերը ներկայացնեն դրական լիցք, այդ կանխատեսված աղանդները կոչվում են դրական տիպի կամ p-տիպի կանխատեսված աղանդներ, և կիսաղեկտորը, որը պարունակում է p-տիպի կանխատեսված աղանդներ, կոչվում է p-տիպի կիսաղեկտոր:

Կիսաղեկտորին տրիվալենտ կանխատեսված աղանդներ ավելացնելը ստեղծում է դիսկրետ էներգիայի մակարդակ վալենտ շերտի վրա: Վալենտ շերտի և այս նոր էներգիայի մակարդակի միջև փոքր տարածքը թույլ է տալիս էլեկտրոններին հեշտությամբ տեղափոխվել բարձր մակարդակ: Երբ էլեկտրոնը տեղափոխվում է այս նոր մակարդակ, այն թողնում է վալենտ շերտում դատարկություն, կամ սարք:

Երբ կիսաղեկտորին ավելացվում է n-տիպի կանխատեսված աղանդ, կիսաղեկտորում կառաջանա ազատ էլեկտրոններ, բայց դա չի նշանակում, որ սարքեր չի լինի: Սենյակային ջերմության դեպքում կիսաղեկտորի ներքին բնույթը միշտ կառաջացնի էլեկտրոն-սարք զույգեր կիսաղեկտորում: n-տիպի կանխատեսված աղանդների ավելացման պատճառով էլեկտրոնները ավելացնում են այդ էլեկտրոն-սարք զույգերին, և նաև սարքերի թիվը կրճատվում է ավելացված էլեկտրոնների ավելի բարձր վարժունակության պատճառով: Այսպիսով, n-տիպի կիսաղեկտորում ազատ էլեկտրոնների ընդհանուր թիվը կլինի ավելի բարձր, քան սարքերի թիվը: Այդ պատճառով n-տիպի կիսաղեկտորում էլեկտրոնները կոչվում են մեծամասնական լիցքավորիչներ, իսկ սարքերը՝ փոքրամասնական լիցքավորիչներ: Նույն ձևով, p-տիպի կիսաղեկտորում սարքերը կոչվում են մեծամասնական լիցքավորիչներ, իսկ էլեկտրոնները՝ փոքրամասնական լիցքավորիչներ:

Ակցեպտոր կանխատեսված աղանդներ

Ակցեպտոր կանխատեսված աղանդները տրիվալենտ ատոմներ են, որոնք ավելացվում են կիսաղեկտորներին, ստեղծելով ազատ սարքեր, և ձևավորում են p-տիպի կիսաղեկտորներ: