Донор болон хүлээн авагч хольцын гол ялгаа нь үелэх системийн V бүлгийн элементүүд ихэвчлэн донор хольцын үүрэг гүйцэтгэдэг бол III бүлгийн элементүүд ихэвчлэн хүлээн авагч хольцын үүрэг гүйцэтгэдэгт оршино.
Допинг гэдэг нь хагас дамжуулагч бодист хольц нэмэх процесс юм. Допинг нь хагас дамжуулагчийн дамжуулалтыг нэмэгдүүлэхэд чухал үүрэгтэй. Допингийн хоёр үндсэн хэлбэр байдаг бөгөөд тэдгээр нь донорын допинг болон акцепторын допинг юм. Донорын допинг нь донорт хольц нэмдэг бол хүлээн авагчийн допинг нь хүлээн авагчид хольц нэмдэг.
Донорын хольц гэж юу вэ?
Донорын хольц нь тухайн донорын цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд донорт нэмдэг элементүүд юм. Үелэх системийн V бүлгийн элементүүд нь донорын нийтлэг хольц юм. Донор гэдэг нь хагас дамжуулагчийг нэмэхэд n төрлийн муж үүсгэж болох атом эсвэл бүлэг атом юм. Энгийн жишээ бол цахиур (Si).
Зураг 1: Силикон торонд донор байгаа эсэх
Донор хольцын үүрэг гүйцэтгэдэг V бүлгийн элементүүдэд хүнцэл (As), фосфор (P), висмут (Bi), сурьма (Sb) орно. Эдгээр элементүүд нь хамгийн гаднах электрон бүрхүүлд таван электронтой байдаг (таван валентын электрон байдаг). Цахиур гэх мэт донорт эдгээр атомын аль нэгийг нэмэхэд хольц нь цахиурын атомыг орлуулж, дөрвөн ковалент холбоо үүсгэдэг. Гэхдээ таван валентийн электрон байсан тул одоо чөлөөт электрон байна. Тиймээс энэ электрон нь чөлөөт электрон хэлбэрээр үлддэг бөгөөд энэ нь хагас дамжуулагчийн дамжуулалтыг нэмэгдүүлдэг. Цаашилбал, хольцын атомын тоо нь донор дахь чөлөөт электронуудын тоог тодорхойлдог.
Хүлээн авагчийн хольц гэж юу вэ?
Хүлээн авагчийн хольц нь хүлээн авагчийн цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд хүлээн авагчид нэмдэг элементүүд юм. III бүлгийн элементүүд нь хүлээн авагч хольц хэлбэрээр түгээмэл байдаг. III бүлгийн элементүүдэд хөнгөн цагаан (Al), бор (B), галли (Ga) орно. Акцептор нь хагас дамжуулагчийг нэмэхэд p хэлбэрийн мужуудыг үүсгэдэг нэмэлт бодис юм. Эдгээр атомууд хамгийн гаднах электрон бүрхүүлд гурван валентийн электронтой байдаг.
Зураг 2: Цахиурын торонд хүлээн авагч байгаа эсэх
Хөнгөн цагаан зэрэг хольцын атомуудын аль нэгийг хүлээн авагчид нэмэхэд хагас дамжуулагч дахь цахиурын атомуудыг орлоно. Энэ нэмэлтээс өмнө цахиурын атом нь эргэн тойронд нь дөрвөн ковалент холбоо байдаг. Хөнгөн цагаан цахиурын байрлалыг эзлэх үед хөнгөн цагааны атом нь зөвхөн гурван ковалент холбоо үүсгэдэг бөгөөд энэ нь эргээд ковалент холбоо байхгүй болно. Энэ нь хоосон цэг эсвэл нүх үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч эдгээр нүхнүүд нь цахилгаан дамжуулахад ашигтай байдаг. Нэмэгдсэн хольцын атомын тоо нэмэгдэх тусам хагас дамжуулагч дахь нүхний тоо нэмэгддэг. Энэ нэмэлт нь эргээд дамжуулалтыг нэмэгдүүлдэг. Допингийн процесс дууссаны дараа хагас дамжуулагч нь гадны хагас дамжуулагч болно.
Донор ба хүлээн авагч хольцын ялгаа нь юу вэ?
Донор ба Хүлээн авагчийн хольц |
|
| Донорын хольц нь тухайн донорын цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд донорт нэмдэг элементүүд юм. | Хүлээн авагчийн хольц нь хүлээн авагчийн цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд хүлээн авагчид нэмдэг элементүүд юм. |
|
Түгээмэл хольц | |
| V бүлгийн элементүүд | III бүлгийн элементүүд |
| Бохирдлын жишээ | |
| Арсеник (As), фосфор (P), висмут (Bi), сурьма (Sb). | Хөнгөн цагаан (Al), бор (B), галли (Ga) |
| Процесс | |
| Хагас дамжуулагч дахь чөлөөт электронуудыг нэмэгдүүлнэ. | Хагас дамжуулагчийн нүхийг нэмэгдүүлнэ. |
| Валентын электрон | |
| Атомууд таван валентын электронтой. | Атомууд гурван валентын электронтой. |
| Ковалентын холбоо | |
| Хагас дамжуулагч дотор дөрвөн ковалент холбоо үүсгэж тав дахь электроныг чөлөөт электрон хэлбэрээр үлдээнэ. | Хагас дамжуулагч дотор гурван ковалент холбоо үүсгэн ковалент холбоо байхгүй нүх үлдээнэ. |
Хураангуй – Донор ба Хүлээн авагчийн хольц
Хагас дамжуулагч нь дамжуулагч бус тусгаарлагч ба дамжуулагч металлын хооронд дамжуулагч материал юм. Донор ба акцепторууд нь хагас дамжуулагчийн дамжуулагч хэсгүүдийг үүсгэдэг нэмэлт бодис юм. Донор ба хүлээн авагчийн допинг нь хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлдэг процесс юм. Донор болон хүлээн авагч хольцын гол ялгаа нь үелэх системийн III бүлгийн элементүүд донор хольцын үүрэг гүйцэтгэдэг бол V бүлгийн элементүүд хүлээн авагч хольцын үүрэг гүйцэтгэдэг.
