Nøgleforskellen mellem elektronrige og elektronmangelfulde urenheder er, at elektronrige urenheder er doteret med gruppe 1s-elementer såsom P og As, som består af 5 valenselektroner, hvorimod elektronmangelfulde urenheder er dopet med gruppe 13-elementer såsom B og Al, hvilke af 3 valenselektroner.
Begreberne elektronrige og elektronmangelfulde urenheder hører under halvlederteknologi. Halvledere opfører sig norm alt på to måder: indre ledning og ydre ledning. I indre ledning, når der leveres elektricitet, bevæger elektronerne sig bag en positiv ladning eller et hul på stedet for en manglende elektron, fordi rent silicium og germanium er dårlige ledere med et netværk af stærke kovalente bindinger. Dette får krystallen til at lede elektricitet. Ved ydre ledning øges ledningsevnen af indre ledere ved tilsætning af en passende mængde passende urenhed. Vi kalder denne proces "doping". De to typer dopingmetoder er elektronrig og elektronmangel doping.
Hvad er elektronrige urenheder?
Elektronrige urenheder er typer atomer med flere elektroner, som er nyttige til at øge ledningsevnen af halvledermateriale. Disse er navngivet som n-type halvledere, fordi antallet af elektroner øges under denne dopingteknik.
I denne type halvleder tilføjes atomer med fem valenselektroner til halvlederen, hvilket resulterer i, at fire ud af fem elektroner bruges til dannelsen af fire kovalente bindinger med fire tilstødende siliciumatomer. Så eksisterer den femte elektron som en ekstra elektron, og den bliver delokaliseret. Der er mange delokaliserede elektroner, der kan øge ledningsevnen af doteret silicium og derved øge ledningsevnen af halvlederen.
Hvad er elektronmangelfulde urenheder?
Elektronrige urenheder er typer atomer med færre elektroner, hvilket er nyttigt til at øge ledningsevnen af halvledermateriale. Disse er navngivet som p-type halvledere, fordi antallet af huller øges under denne dopingteknik.
I denne type halvleder tilføjes et atom med tre valenselektroner til halvledermaterialet, hvorved silicium- eller germanium-atomerne erstattes med urenhedsatomet. Urenhedsatomer har valenselektroner, der kan danne bindinger med tre andre atomer, men så forbliver det fjerde atom frit i krystallen af silicium eller germanium. Derfor er dette atom nu tilgængeligt til at lede elektricitet.
Hvad er forskellen mellem elektronrige og elektronmangelfulde urenheder?
Nøgleforskellen mellem elektronrige og elektronmangelfulde urenheder er, at elektronrige urenheder er dopet med gruppe 1s-elementer såsom P og As, der indeholder 5 valenselektroner, hvorimod elektronmangelfulde urenheder er dopet med gruppe 13-elementer såsom B og Al, der indeholder 3 valenselektroner. Når man overvejer urenhedsatomers rolle, i elektronrige urenheder, bruges 4 ud af 5 elektroner i urenhedsatomet til at danne kovalente bindinger med 4 nabosiliciumatomer, og 5th elektronen forbliver ekstra og bliver delokaliseret; i elektronmangelfulde urenheder forbliver den 4th elektron i gitteratomet dog ekstra og isoleret, hvilket kan skabe et elektronhul eller en elektrontomgang.
Den følgende tabel opsummerer forskellen mellem elektronrige og elektronmangelfulde urenheder.
Opsummering – Elektronrige vs elektronmangelfulde urenheder
Halvledere er faste stoffer med egenskaberne mellem metaller og isolatorer. Disse faste stoffer har kun en lille forskel i energi mellem det fyldte valensbånd og det tomme ledningsbånd. Elektronrige urenheder og elektronmangelfulde urenheder er to udtryk, vi bruger til at beskrive halvledermaterialer. Den vigtigste forskel mellem elektronrige og elektronmangelfulde urenheder er, at elektronrige urenheder er doteret med gruppe 1s elementer såsom P og As, der indeholder 5 valenselektroner, hvorimod elektronmangelfulde urenheder er doteret med gruppe 13 elementer såsom B og Al, der indeholder 3 valenselektroner.
