Примеси: донори и акцептори
В този урок научаваме как малко количество примеси силно променя проводимостта на полупроводника. Силицият има 4 валентни електрона. Ако добавим атоми с 5 валентни електрона (фосфор, арсен), петият електрон остава свободен: тези примеси са донори и дават полупроводник от n-тип. Ако добавим атоми с 3 валентни електрона (бор), в една връзка липсва електрон и се появява дупка: тези примеси са акцептори и дават полупроводник от p-тип.
Какво да запомним
- Донори: примеси с 5 валентни електрона (P, As). Дават n-тип, основни носители са електроните.
- Акцептори: примеси с 3 валентни електрона (B). Дават p-тип, основни носители са дупките.
- Неосновните носители в n-тип са дупките, а в p-тип са електроните.
- Полупроводникът с примеси като цяло остава електрически неутрален.
Пример
Фосфорът има 5 валентни електрона. В силиций 4 от тях участват във връзки, а петият става свободен, затова фосфорът е донор и дава n-тип.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Как се нарича примес, която отдава електрони на полупроводника?
- Акцепторна
- Собствена
- Донорна
- Изолираща
Отговор: Донорна
Донор означава даряващ: примесният атом дава свободен електрон.
Кои са основните носители на тока в полупроводник от p-тип?
- Дупките
- Електроните
- Йоните
- Протоните
Отговор: Дупките
p идва от positive: основните носители са положителните дупки.
Колко валентни електрона има атомът на силиция?
- 3
- 4
- 5
- 2
Отговор: 4
Силицият е в IVA група и образува 4 ковалентни връзки със съседните атоми.
Коя примес в силиций създава проводимост от p-тип?
- Фосфор
- Арсен
- Антимон
- Бор
Отговор: Бор
Борът има 3 валентни електрона; липсващата връзка образува дупка. Фосфорът, арсенът и антимонът са донори.
Защо фосфорът е донор в силиций?
- Има 3 валентни електрона и образува дупка
- Той е метал с много свободни електрони
- Има 5 валентни електрона: 4 участват във връзки, а един остава свободен
- Отнема електрони от атомите на силиция
Отговор: Има 5 валентни електрона: 4 участват във връзки, а един остава свободен
Петият валентен електрон на фосфора е слабо свързан и лесно става свободен.
Как се нарича полупроводник с донорна примес?
- p-тип
- Собствен
- Свръхпроводник
- n-тип
Отговор: n-тип
Донорите дават свободни електрони (отрицателни, negative), затова типът е n.
Кои са неосновните носители в полупроводник от n-тип?
- Електроните
- Дупките
- Положителните йони
- Протоните
Отговор: Дупките
В n-тип основни са електроните, а малкото дупки са неосновни носители.
Колко валентни електрона има атомът на бора?
- 4
- 3
- 5
- 2
Отговор: 3
Борът е в III група, затова не му стига един електрон за 4-те връзки със силиция.
Кой от елементите е донор, ако се добави като примес в силиций?
- Бор
- Галий
- Индий
- Арсен
Отговор: Арсен
Арсенът има 5 валентни електрона, а борът, галият и индият имат по 3 и са акцептори.
Какъв е общият заряд на полупроводник от n-тип?
- Той е електрически неутрален
- Отрицателен
- Положителен
- Зависи от температурата
Отговор: Той е електрически неутрален
Всеки свободен електрон е от донорен атом, който става положителен йон, и зарядите се компенсират.
Колко валентни електрона има атомът на фосфора?
- 3
- 4
- 5
- 6
Отговор: 5
Фосфорът е в V група и има 5 валентни електрона.
Как малкото количество примеси влияе на проводимостта на полупроводника?
- Силно я увеличава
- Намалява я
- Не я променя
- Я прави нула
Отговор: Силно я увеличава
Всеки примесен атом дава свободен електрон или дупка, затова проводимостта нараства многократно.
Какво се появява в кристала на силиция около всеки атом на бор?
- Свободен електрон
- Положителен йон на силиция
- Нов атом силиций
- Дупка (липсващ електрон)
Отговор: Дупка (липсващ електрон)
Борът има 3 валентни електрона и в една от четирите връзки липсва електрон.
Какъв става атомът на фосфора в силиция, след като отдаде петия си електрон?
- Отрицателен йон
- Положителен йон
- Остава неутрален
- Става дупка
Отговор: Положителен йон
Атомът загубва електрон и става неподвижен положителен йон в решетката.
Силиций съдържа и донори, и акцептори, като донорите са много повече. Какъв е типът на проводимостта?
- p-тип, дупките преобладават
- Собствена проводимост
- n-тип, донорите преобладават
- Изолатор
Отговор: n-тип, донорите преобладават
Свободните електрони от донорите са повече от дупките от акцепторите, затова основни носители са електроните.