Perbezaan utama antara kekotoran penderma dan penerima ialah unsur dalam kumpulan V jadual berkala lazimnya bertindak sebagai kekotoran penderma manakala unsur dalam kumpulan III lazimnya bertindak sebagai kekotoran penerima.
Doping ialah proses yang menambahkan kekotoran kepada semikonduktor. Doping adalah penting dalam meningkatkan kekonduksian semikonduktor. Terdapat dua bentuk utama doping, dan ia adalah doping penderma dan doping penerima. Doping penderma menambah kekotoran kepada penderma manakala doping penerima menambah kekotoran kepada penerima.
Apakah itu Kekotoran Penderma?
Kekotoran penderma ialah unsur yang ditambahkan pada penderma untuk meningkatkan kekonduksian elektrik penderma tersebut. Unsur-unsur dalam kumpulan V jadual berkala ialah bendasing penderma biasa. Penderma ialah atom atau kumpulan atom yang boleh membentuk kawasan jenis-n apabila ditambah kepada semikonduktor. Contoh biasa ialah silikon (Si).
Rajah 1: Kehadiran Penderma dalam Kekisi Silikon
Unsur kumpulan V yang sering berfungsi sebagai kekotoran penderma termasuk arsenik (As), fosforus (P), bismut (Bi), dan antimoni (Sb). Unsur-unsur ini mempunyai lima elektron dalam kulit elektron terluarnya (terdapat lima elektron valens). Apabila ditambahkan salah satu daripada atom ini kepada penderma seperti silikon, kekotoran menggantikan atom silikon, membentuk empat ikatan kovalen. Tetapi, kini terdapat elektron bebas kerana terdapat lima elektron valens. Oleh itu, elektron ini kekal sebagai elektron bebas, yang meningkatkan kekonduksian semikonduktor. Tambahan pula, bilangan atom bendasing menentukan bilangan elektron bebas yang terdapat dalam penderma.
Apakah Kekotoran Penerima?
Kekotoran penerima ialah unsur yang ditambahkan pada penerima untuk meningkatkan kekonduksian elektrik penerima tersebut. Unsur-unsur dalam kumpulan III adalah biasa sebagai bendasing penerima. Unsur-unsur dalam kumpulan III termasuk aluminium (Al), boron (B), dan galium (Ga). Penerima ialah dopan yang membentuk kawasan jenis p apabila ditambah kepada semikonduktor. Atom-atom ini mempunyai tiga elektron valens dalam kulit elektron terluarnya.
Rajah 2: Kehadiran Penerima dalam Kekisi Silikon
Apabila ditambahkan salah satu atom kekotoran seperti aluminium pada penerima, ia menggantikan atom silikon dalam semikonduktor. Sebelum penambahan ini, atom silikon mempunyai empat ikatan kovalen di sekelilingnya. Apabila aluminium mengambil kedudukan silikon, atom aluminium hanya membentuk tiga ikatan kovalen, yang seterusnya, menghasilkan ikatan kovalen yang hilang. Ini mewujudkan titik kosong atau lubang. Walau bagaimanapun, lubang ini berguna untuk mengalirkan elektrik. Apabila bilangan atom bendasing yang ditambah bertambah, bilangan lubang yang terdapat dalam semikonduktor juga bertambah. Tambahan ini, seterusnya, meningkatkan kekonduksian. Selepas selesai proses doping, semikonduktor menjadi semikonduktor ekstrinsik.
Apakah Perbezaan Antara Kekotoran Penderma dan Penerima?
Kekotoran Penderma lwn Penerima |
|
| Kekotoran penderma ialah unsur yang ditambahkan pada penderma untuk meningkatkan kekonduksian elektrik penderma tersebut. | Kekotoran penerima ialah unsur yang ditambahkan pada penerima untuk meningkatkan kekonduksian elektrik penerima tersebut. |
|
Kekotoran Biasa | |
| Elemen Kumpulan V | Elemen Kumpulan III |
| Contoh Kekotoran | |
| Arsenik (As), fosforus (P), bismut (Bi), dan antimoni (Sb). | Aluminium (Al), boron (B), dan galium (Ga) |
| Proses | |
| Tingkatkan elektron bebas dalam semikonduktor. | Tingkatkan lubang yang terdapat dalam semikonduktor. |
| Elektron Valensi | |
| Atom mempunyai lima elektron valens. | Atom mempunyai tiga elektron valens. |
| Ikatan Kovalen | |
| Membentuk empat ikatan kovalen di dalam semikonduktor, meninggalkan elektron kelima sebagai elektron bebas. | Membentuk tiga ikatan kovalen di dalam semikonduktor, meninggalkan lubang di mana ikatan kovalen tiada. |
Ringkasan – Kekotoran Penderma lwn Penerima
Semikonduktor ialah bahan yang bersifat konduktif antara penebat yang bukan konduktor dan logam yang bersifat konduktor. Penderma dan penerima ialah dopan yang membentuk kawasan konduktif dalam semikonduktor. Doping penderma dan penerima adalah proses yang meningkatkan kekonduksian elektrik semikonduktor. Perbezaan utama antara kekotoran penderma dan penerima ialah unsur dalam kumpulan III jadual berkala bertindak sebagai kekotoran penderma manakala unsur dalam kumpulan V bertindak sebagai kekotoran penerima.
