La differenza chiave tra le impurità ricche di elettroni e quelle carenti di elettroni è che le impurità ricche di elettroni sono drogate con elementi del gruppo 1s come P e As, che consistono in 5 elettroni di valenza, mentre le impurità carenti di elettroni sono drogate con elementi del gruppo 13 come B e Al, che di 3 elettroni di valenza.
I termini impurità ricche di elettroni e carenti di elettroni rientrano nella tecnologia dei semiconduttori. I semiconduttori di solito si comportano in due modi: conduzione intrinseca e conduzione estrinseca. Nella conduzione intrinseca, quando viene fornita elettricità, gli elettroni si muovono dietro una carica positiva o un buco nel sito di un elettrone mancante perché il silicio puro e il germanio sono cattivi conduttori che hanno una rete di forti legami covalenti. Questo fa sì che il cristallo conduca elettricità. Nella conduzione estrinseca, la conduttività dei conduttori intrinseci viene aumentata con l'aggiunta di una quantità adeguata di impurità adeguata. Chiamiamo questo processo "doping". I due tipi di metodi di drogaggio sono il drogaggio ricco di elettroni e quello carente di elettroni.
Cosa sono le impurità ricche di elettroni?
Le impurità ricche di elettroni sono tipi di atomi con più elettroni utili per aumentare la conduttività del materiale semiconduttore. Questi sono chiamati semiconduttori di tipo n perché il numero di elettroni è aumentato durante questa tecnica di drogaggio.
In questo tipo di semiconduttore, atomi con cinque elettroni di valenza vengono aggiunti al semiconduttore, il che fa sì che quattro elettroni su cinque vengano utilizzati nella formazione di quattro legami covalenti con quattro atomi di silicio vicini. Quindi il quinto elettrone esiste come elettrone in più e viene delocalizzato. Esistono molti elettroni delocalizzati che possono aumentare la conduttività del silicio drogato, aumentando così la conduttività del semiconduttore.
Cosa sono le impurità carenti di elettroni?
Le impurità ricche di elettroni sono tipi di atomi con meno elettroni, utili per aumentare la conduttività del materiale semiconduttore. Questi sono chiamati semiconduttori di tipo p perché il numero di fori aumenta durante questa tecnica di drogaggio.
In questo tipo di semiconduttore, un atomo con tre elettroni di valenza viene aggiunto al materiale semiconduttore, sostituendo gli atomi di silicio o germanio con l'atomo di impurità. Gli atomi di impurità hanno elettroni di valenza che possono creare legami con altri tre atomi, ma poi il quarto atomo rimane libero nel cristallo di silicio o germanio. Pertanto, questo atomo è ora disponibile per condurre elettricità.
Qual è la differenza tra impurità ricche di elettroni e carenti di elettroni?
La differenza chiave tra le impurità ricche di elettroni e quelle carenti di elettroni è che le impurità ricche di elettroni sono drogate con elementi del gruppo 1s come P e As che contengono 5 elettroni di valenza, mentre le impurità carenti di elettroni sono drogate con elementi del gruppo 13 come B e Al che contengono 3 elettroni di valenza. Quando si considera il ruolo degli atomi di impurità, nelle impurità ricche di elettroni, 4 elettroni su 5 nell'atomo di impurità vengono utilizzati per formare legami covalenti con 4 atomi di silicio vicini e l'elettrone 5esimo rimane extra e si delocalizza; tuttavia, nelle impurità carenti di elettroni, l'elettrone 4esimo dell'atomo reticolare rimane extra e isolato, il che può creare un buco di elettroni o una vacanza di elettroni.
La tabella seguente riassume la differenza tra le impurità ricche di elettroni e quelle carenti di elettroni.
Riepilogo – Impurità ricche di elettroni vs carenti di elettroni
I semiconduttori sono solidi aventi le proprietà intermedie tra i metalli e gli isolanti. Questi solidi hanno solo una piccola differenza di energia tra la banda di valenza riempita e la banda di conduzione vuota. Le impurità ricche di elettroni e le impurità carenti di elettroni sono due termini che usiamo per descrivere i materiali semiconduttori. Il differenza fondamentale tra le impurità ricche di elettroni e quelle carenti di elettroni è quello le impurità ricche di elettroni sono drogate con elementi del gruppo 1s come P e As che contiene 5 elettroni di valenza, mentre le impurità carenti di elettroni sono drogate con elementi del gruppo 13 come B e Al che contiene 3 elettroni di valenza.
