Uncategorized
Perbedaan Antara Pengotor Donor dan Pengotor Akseptor
Penambahan pengotor ke bahan semikonduktor menyebabkan variasi dalam sifat konduktor bahan. Faktor mendasar perbedaan antara pengotor donor dan akseptor adalah bahwa pengotor donor menyumbangkan muatan ke semikonduktor. Sebagai lawan pengotor akseptor menerima muatan dari bahan semikonduktor.
Pada dasarnya, fenomena penambahan pengotor ke semikonduktor dikenal sebagai doping. Doping berkontribusi pada konduktivitas material. Ada berbagai faktor pembeda antara pengotor donor dan pengotor akseptor yang akan kita lihat dalam konten ini.
Tabel Perbandingan
| Dasar Perbandingan | ||
|---|---|---|
| Dasar | Pengotor yang meningkatkan konduktivitas dengan menyumbangkan muatan dikenal sebagai pengotor donor. | Pengotor yang menerima muatan untuk meningkatkan konduktivitas dikenal sebagai pengotor akseptor. |
| Disebut juga sebagai | Pengotor pentavalen | Pengotor trivalen |
| Jumlah elektron valensi | 5 | 3 |
| Bentuk | semikonduktor tipe-n | semikonduktor tipe-p |
| Posisi golongan dalam tabel periodik | Grup V | Grup III |
| Contoh | Fosfor, Bismut. | Aluminium, Boron. |
Definisi Pengotor Donor (Donor Impurity)
Sebuah dopan yang memiliki 5 elektron di kulit valensinya ketika didoping dengan semikonduktor untuk meningkatkan konduktivitasnya dikenal sebagai pengotor donor. Ia memiliki kemampuan untuk menyumbangkan elektron ekstra yang ada di kulit valensinya ke atom tetangga. Dengan demikian diberi nama ‘donor’.
Karena adanya muatan negatif berlebih, ia membentuk wilayah tipe-n. Jadi pengotor donor digunakan untuk membentuk semikonduktor tipe-n. Unsur golongan V dikatakan donor pengotor karena terdiri dari 5 elektron pada kulit terluar. Oleh karena itu, ia juga dikenal sebagai pengotor pentavalen.
Pertimbangkan bahwa pengotor pentavalen Arsenik (As) didoping ke dalam struktur silikon murni.
Seperti yang kita ketahui bahwa arsenik memiliki 5 elektron yang ada di kulit valensinya. Jadi, 4 elektron arsenik membentuk 4 ikatan kovalen dengan 4 elektron atom silikon tetangga seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
Tetapi seperti yang dapat kita lihat bahwa di sini ada elektron tambahan. Elektron dengan ikatan ekstra lemah ini mengalir bebas di sekitar kristal bahkan pada suhu kamar. Pergerakan muatan bebas ini di dalam kristal menghasilkan arus. Jadi kelebihan elektron di sini dikenal sebagai pembawa muatan.
Definisi Pengotor Akseptor (Acceptor Impurity)
Sebuah dopan dengan 3 elektron di kulit valensinya, ketika didoping dengan semikonduktor untuk meningkatkan konduktivitasnya, dikenal sebagai pengotor akseptor. Ia memiliki kemampuan yang dapat menerima elektron dari atom tetangga karena memiliki kekosongan elektron. Jadi disebut pengotor akseptor. Jadi, adanya kelebihan muatan positif membentuk daerah tipe-p. Jadi pengotor akseptor digunakan untuk membentuk semikonduktor tipe-p.
Unsur golongan III dikenal sebagai pengotor donor karena unsur ini terdiri dari 3 elektron pada kulit valensi. Dengan demikian dikenal sebagai pengotor trivalen. Unsur-unsur seperti boron, aluminium, indium dan galium adalah contoh pengotor trivalen.
Pertimbangkan atom aluminium yang didoping dalam kristal silikon murni:
Kita tahu bahwa atom aluminium terdiri dari 3 elektron di kulit terluar. Jadi, dalam hal ini, 3 elektron aluminium membentuk 3 ikatan kovalen dengan atom silikon tetangga. Tetapi ikatan yang tidak lengkap ada karena ada kekosongan elektron dalam struktur. Hal ini menunjukkan adanya kelebihan muatan positif (yaitu, lubang).
Jadi, untuk mengisi kekosongan elektron itu dan melengkapi ikatan kovalen, sebuah elektron dibebaskan dari atom silikon tetangga pada suhu kamar. Elektron ini menempati tempat kosong dalam kristal sehingga meninggalkan kekosongan elektron di tempat lain. Dengan cara ini di sini muatan positif bergerak untuk mengisi tempat yang kosong.
Dengan demikian dikatakan bahwa pergerakan muatan bebas menciptakan arus.
Perbedaan Kunci Antara Pengotor Donor dan Pengotor Akseptor
1. Pengotor donor memberikan kelebihan elektron yang ada di kulit terluarnya ke atom lain dari struktur kristal. Sedangkan pengotor akseptor ketika ditambahkan ke semikonduktor maka ia menerima muatan dari atom tetangga dari struktur kristal.
2. Atom pengotor donor terdiri dari total 5 elektron di kulit valensinya. Sedangkan atom pengotor akseptor terdiri dari 3 elektron pada kulit valensinya.
3. Unsur-unsur Golongan V dari tabel periodik dianggap sebagai pengotor donor karena adanya elektron tambahan. Namun, unsur golongan III dari tabel periodik dianggap sebagai pengotor akseptor karena jumlah elektron yang lebih sedikit di kulit valensi.
4. Pengotor donor juga dikenal sebagai pengotor tipe-n. Sebagai lawan pengotor akseptor yang kedua dikenal sebagai pengotor tipe-p.
5. Unsur-unsur seperti fosfor, antimon, bismut, arsenik dll adalah pengotor donor. Sedangkan boron, galium, aluminium dll adalah atom pengotor akseptor.
Kesimpulan
Jadi, dari diskusi ini, kita dapat menyimpulkan bahwa pengotor ditambahkan untuk meningkatkan konduktivitas semikonduktor. Namun, jenis pengotor yang ditambahkan menyebabkan variasi dalam jenis pembawa muatan yang bertanggung jawab untuk konduksi.
* Dopan (zat yang digunakan untuk menghasilkan karakteristik listrik yang diinginkan dalam semikonduktor.)