Skip to content Skip to navigation

OpenStax-CNX

You are here: Home » Content » Halfgeleiers: Intrinsieke Eienskappe en Dotering

Navigation

Lenses

What is a lens?

Definition of a lens

Lenses

A lens is a custom view of the content in the repository. You can think of it as a fancy kind of list that will let you see content through the eyes of organizations and people you trust.

What is in a lens?

Lens makers point to materials (modules and collections), creating a guide that includes their own comments and descriptive tags about the content.

Who can create a lens?

Any individual member, a community, or a respected organization.

What are tags? tag icon

Tags are descriptors added by lens makers to help label content, attaching a vocabulary that is meaningful in the context of the lens.

This content is ...

Affiliated with (What does "Affiliated with" mean?)

This content is either by members of the organizations listed or about topics related to the organizations listed. Click each link to see a list of all content affiliated with the organization.
  • FETFisika display tagshide tags

    This module is approved and included inLens: Siyavula: Fisika (Gr. 10-12)
    By: Siyavula

    Review Status: Approved

    Click the "FETFisika" link to see all content affiliated with them.

    Click the tag icon tag icon to display tags associated with this content.

Recently Viewed

This feature requires Javascript to be enabled.

Tags

(What is a tag?)

These tags come from the endorsement, affiliation, and other lenses that include this content.
 

Intrinsieke Eienskappe van Dotering

Ons het gessien dat die grootte van die energiegaping tussen die valensieband en die geleidingsband bepaal of ‘n vastestof geleier of isolator is. Ons het egter ook gesien dat daar ‘n materiaal is wat bekendstaan as ‘n halfgeleier. ‘n Halfgeleier is ‘n vastestof met ‘n bandgaping kleiner as dié van ‘n isolator en met elektriese eienskappe wat verander kan word deur ‘n proses wat bekendstaan as dotering .

Definition 1: Dotering

Dotering is the doelbewuste toevoeging van onsuiwerhede by ‘n halfgeleier materiaal om die elektriese eienskappe daarvan

Halfgeleiers is gewoonlik in die Groep IV elemente op die periodieke tabel. Die mees algemene halfgeleier elemente is Silikoon (Si) en Germanium (Ge). Die belangrikste eienskap van Groep IV elemente is dat hulle 4 valenselektrone bevat.

Bandgapings van Si en Ge

Si het ‘n bandgaping van1.744×10-191.744×10-19 J en Ge het ‘n bandgaping van 1.152×10-191.152×10-19 J.

So, as ons kuk na die rangskikking can byvoorbeeld Si atome in ‘n krystal, sal dit lyk soos aangedui in figuur 1.

Figuur 1: Rangskikking vat atome in in Si kristal.
Figuur 1 (PG11C10_006.png)

Die rede hoekom dotering gebruik word is om die elektrone te beheer. Soms om ‘n surplus daarvan te kry (oortollige elketrone) en soms om ‘n tekort daarvan te kry (tekort). Afhangend van die eienskappe wat verlang word, word verskillende elemente vir die dotering gebruik.

Surplus

’n Surplus van elektrone word verkry deur ‘n element tot die Si kristal toe te voeg wat meer valense elektrone as Si het. Dit staan bekend as n-tipe dotering en elemente wat gebruik word vir n-tipe dotering kom gewoonlik van Groep V in die periodieke tabel. Elemente van Groep V het 5 valenselektrone, een meer as die Groep VI elemente.

‘n Algemene n-tipe doteringselement is Arseen (As). Die kombinasie van ‘n halfgeleier en ‘n n-tipe doteringselement staan bekend as ‘n n-tipe halfgeleier. ‘n Kristal wat gedoteer is met As word vertoon in figuur 2. Wannner As teogevoeg word tot ‘n Si kristal, bind 4 van die 5 valenselektrone in As met die 4 Si valenselektrone. Die vyfde As valenselektron is vry om rond te beweeg.

Dit neem slegs ‘n paar As atome om genoeg vryelektrone te lewer wat as ‘n stroom kan vloei deur die doteerde n-tipe silikon. Aangesien die n-tipe doteringselemente hulle vry atome “skenk” aan die halfgeleier, is hulle bekend as skenker atome.

Figuur 2: Si kristal gedoteer met As. Vir elke As atoom teenwoordig in die Si kristal, is daar een ekstra elektron.Hierdie kombinasie van Si en As staan bekend as n-tipe haldgeleier, as gevolg van die surplus van elektrone.
Figuur 2 (PG11C10_007.png)

Deficiency

’n Tekort aan elektrone word verkry deur ‘n element met minder valenselektrone as Si by die Si kristal te voeg. Hierdie resulterende materiale staan bekend as p-tipe dotering en elemente gebruik vir p-tipe dotering kom gewoonlik van Groep III in die periodieke tabel. Elemente van Groep III het 3 valenselektrone, een minder as die halfgeleier element van Groep IV. ‘n Algemene p-tipe doteringselement is Boor (B). Die kombinasie van die halfgeleier en die p-tipe doteringselement staan bekend as ‘n p-tipe halfgeleier. ‘n Si kristal wat met B gedoteer is word is in figuur 3. Wanneer B by Si gevoeg word is daar ‘n Si valenselektron wat ongebonde bly.

Die terkort aan ‘n elektron staan bekend as ‘n gat en veroorsaak ‘n positiewe lading. Gate kan stroom gelei. ‘n Gat ontvang graag ‘n elektron van ‘n naburige atoom, wat effektief die gat een opskuif. Aangesien p-tipe doteringselemente elektrone ontvang, staan hulle bekend as ontvanger atome.

Figuur 3: Si kristalle gedoteer met B. Vir elke B atoom teenwoordig in die Si kristal, is daar ten minste een elektron. Die kombinasie van Si en B staan bekend as p-tipe halfgeleier, as gevolg van die tekort aan elektrone.
Figuur 3 (PG11C10_008.png)

Skenker (n-tipe) onsuiwerhede het ekstra valenselektrone met energieë baie naby aan die geleidingsband wat maklik termies tot die geleidingsband gebring kan word. Ontvanger (p-tipe) onsuiwerhede ontvang elektrone van die valensband, wat die maklike vorming van gate tot gevolg het.

Figuur 4
Figuur 4 (PG11C10_009.png)

Die energievlak van die skenkeratoom is naby aan die geleidingsband en dit is relatief maklik vir elektrone om in die geleidingsband in te gaan. Die energievlak van die ontvangeratoom is naby aan die valensband en dit is relatief maklik vir elektrone om die valensband te verlaat en die ruimtes te vul.

Intrinsieke eienskappe van Dotering

  1. Verduidelik die proses van dotering deur gebruik te maak van gedetailleerde diagramme vir p-tipe en n-tipe halfgeleiers.
  2. Teken ‘n diagram wat ‘n Ge kristal gedoteer met As aandui.
  3. Teken ‘n diagram wat ‘n Ge kristal gedoteer met B aandui. Wat is die tipe van die resulterende halfgeleier?
  4. Verduidelik hoe die dotering geleiding van halfgeleiers verbeter.
  5. Sal die volgende elemente goeie p-tip of goeie n-tipe doteringselemente wees?
    1. B
    2. P
    3. Ga
    4. As
    5. In
    6. Bi

Content actions

Download module as:

Add module to:

My Favorites (?)

'My Favorites' is a special kind of lens which you can use to bookmark modules and collections. 'My Favorites' can only be seen by you, and collections saved in 'My Favorites' can remember the last module you were on. You need an account to use 'My Favorites'.

| A lens I own (?)

Definition of a lens

Lenses

A lens is a custom view of the content in the repository. You can think of it as a fancy kind of list that will let you see content through the eyes of organizations and people you trust.

What is in a lens?

Lens makers point to materials (modules and collections), creating a guide that includes their own comments and descriptive tags about the content.

Who can create a lens?

Any individual member, a community, or a respected organization.

What are tags? tag icon

Tags are descriptors added by lens makers to help label content, attaching a vocabulary that is meaningful in the context of the lens.

| External bookmarks