Донорлық және акцепторлық кеммертілері бар полупроводниктер

Допингтің анықтамасы

Допинг - бұл полупроводникке кейбір тұрақты заттарды қосу арқылы оның өнімділік қасиеттерін өзгерту процесі.

Донорлық тұрақты заттар

Донорлық тұрақты заттар - бұл пентавалентті атомдар, полупроводникке қосылғанда, қосымша және әріптес электрондарды қолданады, n-түрлі полупроводниктерді пайда етеді.

n-түрлі полупроводник

Егер n-түрлі немесе донорлық тұрақты заттар полупроводникке қосылса, решетка құрылымындагы терісілетін энергиялық бөлік қысуы. Донорлық атомдар өнімдеу бөлігінің төменгі жағына жаңа энергиялық деңгейлерді енгізеді. Бұл деңгейлер дискретті болады, себебі тұрақты зат атомдары аралықты болып, минималды әсер етеді. Жерге қарай, германиумда энергиялық бөлік 0,01 эВ, ал кремнийде 0,05 эВ. Сондықтан, жер температурасында, донорлық атомдардан бесінші электрон өнімдеу бөлігіне кіреді. Электрондар санының артуы негізгі жеңілдіктер санының азайтуына әкеледі.

n-түрлі полупроводикте бір геометриялық бірліктегі жеңілдіктер саны әдетте интранік полупроводиктеғіден де төмен. Бұл шартта, электрондардың артық саны бар, сондықтан электрон-жеңілдік парларының рекомбинациясы интранік немесе таза полупроводиктеғіден артық болады.

p-түрлі полупроводник

Егер пентавалентті тұрақты зат қосылмай, оның орнына тривалентті тұрақты зат интранік полупроводикке қосылса, онда кристалда артық электрондар орындалмайды, оның орнына артық жеңілдіктер пайда болады. Тривалентті тұрақты зат кристалдық решеткаға қосылғанда, тривалентті атомдар тетравалентті полупроводик атомдарының орнына орналасады. Тривалентті тұрақты зат атомының үш (3) валентті электрондары үш жаққа барлық полупроводик атомдармен байланыстыратын байланыстарды құрайды. Сондықтан, төртінші жақтағы полупроводик атомда электрон жоқ болады, сондықтан кристалда бос орны пайда болады. Тривалентті тұрақты заттар кристалда артық жеңілдіктерді қолданады, олар электрондарды қабылдай алады, сондықтан олар акцепторлық тұрақты заттар деп аталады. Жеңілдіктер татылы менің зарядын ұстауына ұқсас, осылайша бұл тұрақты заттар оң түрлі немесе p-түрлі тұрақты заттар деп, ал олармен қосылған полупроводик p-түрлі полупроводик деп аталады.

Тривалентті тұрақты заттар полупроводикке қосылғанда, валентті бөлік төменде дискретті энергиялық деңгейлер пайда болады. Валентті бөлік пен бұл жаңа энергиялық деңгейлер арасындағы аз қашықтық электрондардың әлсіз энергиясымен жоғары деңгейлерге қолайлы өтуіне мүмкіндік береді. Электрон жаңа деңгейлерге өткенде, ол валентті бөлікте бос орын немесе жеңілдік қалдырады.

Егер n-түрлі тұрақты зат полупроводикке қосылса, кристалда артық электрондар болады, бірақ бұл шартта жеңілдіктер жоқ болмауын маңызды емес. Полупроводик интранік қасиеттеріне қарағанда, жер температурасында, кристалда әрқашан электрон-жеңілдік парлары болады. n-түрлі тұрақты заттар қосылғанда, электрондар электрон-жеңілдік парларына қосылатындықтан, жеңілдіктер саны азайады. Сондықтан, n-түрлі полупроводикте теріс зарядты бөлшектер немесе әріптес электрондар саны жеңілдіктер санынан артық болады. Сондықтан, n-түрлі полупроводикте электрондар бірінші ортақ зарядты бөлшектер, ал жеңілдіктер екінші ортақ зарядты бөлшектер деп аталады. Сол сияқты, p-түрлі полупроводикте жеңілдіктер бірінші ортақ зарядты бөлшектер, ал электрондар екінші ортақ зарядты бөлшектер деп аталады.

Акцепторлық тұрақты заттар

Акцепторлық тұрақты заттар - бұл тривалентті атомдар, полупроводикке қосылғанда, артық жеңілдіктерді қолданады, p-түрлі полупроводиктерді пайда етеді.