Perbedaan utama antara pengotor donor dan akseptor adalah bahwa unsur-unsur dalam golongan V dari tabel periodik biasanya bertindak sebagai pengotor donor sedangkan unsur-unsur dalam golongan III biasanya bertindak sebagai pengotor akseptor.
Doping adalah proses yang menambahkan kotoran ke semikonduktor. Doping penting dalam meningkatkan konduktivitas semikonduktor. Ada dua bentuk utama doping, yaitu doping donor dan doping akseptor. Doping donor menambahkan kotoran ke donor sedangkan doping akseptor menambahkan kotoran ke akseptor.
Apa itu Donor Impurities?
Pengotor donor adalah elemen yang ditambahkan ke donor untuk meningkatkan konduktivitas listrik donor tersebut. Unsur-unsur dalam golongan V dari tabel periodik adalah pengotor donor umum. Donor adalah atom atau kelompok atom yang dapat membentuk daerah tipe-n ketika ditambahkan ke semikonduktor. Contoh umum adalah silikon (Si).
Gambar 1: Kehadiran Donor dalam Kisi Silikon
Unsur golongan V yang sering menjadi donor pengotor antara lain arsenik (As), fosfor (P), bismut (Bi), dan antimon (Sb). Unsur-unsur ini memiliki lima elektron di kulit elektron terluarnya (ada lima elektron valensi). Ketika menambahkan salah satu atom ini ke donor seperti silikon, pengotor menggantikan atom silikon, membentuk empat ikatan kovalen. Tapi, sekarang ada elektron bebas karena ada lima elektron valensi. Oleh karena itu, elektron ini tetap sebagai elektron bebas, yang meningkatkan konduktivitas semikonduktor. Selanjutnya, jumlah atom pengotor menentukan jumlah elektron bebas yang ada dalam donor.
Apa itu Pengotor Akseptor?
Pengotor akseptor adalah elemen yang ditambahkan ke akseptor untuk meningkatkan konduktivitas listrik akseptor tersebut. Unsur-unsur dalam golongan III umum sebagai pengotor akseptor. Unsur-unsur dalam golongan III meliputi aluminium (Al), boron (B), dan galium (Ga). Akseptor adalah dopan yang membentuk daerah tipe-p ketika ditambahkan ke semikonduktor. Atom-atom ini memiliki tiga elektron valensi di kulit elektron terluarnya.
Gambar 2: Kehadiran Akseptor dalam Kisi Silikon
Ketika menambahkan salah satu atom pengotor seperti aluminium ke akseptor, ia menggantikan atom silikon dalam semikonduktor. Sebelum penambahan ini, atom silikon memiliki empat ikatan kovalen di sekitarnya. Ketika aluminium mengambil posisi silikon, atom aluminium hanya membentuk tiga ikatan kovalen, yang pada gilirannya menghasilkan ikatan kovalen yang hilang. Ini menciptakan titik kosong atau lubang. Namun, lubang ini berguna dalam menghantarkan listrik. Ketika jumlah atom pengotor yang ditambahkan meningkat, jumlah lubang yang ada di semikonduktor juga meningkat. Penambahan ini, pada gilirannya, meningkatkan konduktivitas. Setelah proses doping selesai, semikonduktor menjadi semikonduktor ekstrinsik.
Apa Perbedaan Antara Kotoran Donor dan Akseptor?
Kotoran Donor vs Akseptor |
|
| Pengotor donor adalah elemen yang ditambahkan ke donor untuk meningkatkan konduktivitas listrik donor tersebut. | Pengotor akseptor adalah elemen yang ditambahkan ke akseptor untuk meningkatkan konduktivitas listrik akseptor tersebut. |
|
Kotoran Umum | |
| Elemen Grup V | Elemen Grup III |
| Contoh Kotoran | |
| Arsenik (As), fosfor (P), bismut (Bi), dan antimon (Sb). | Aluminium (Al), boron (B), dan galium (Ga) |
| Proses | |
| Meningkatkan elektron bebas dalam semikonduktor. | Perbesar lubang yang ada di semikonduktor. |
| Elektron Valensi | |
| Atom memiliki lima elektron valensi. | Atom memiliki tiga elektron valensi. |
| 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 hilang. |
Ringkasan – Pengotor Donor vs Akseptor
Semikonduktor adalah bahan yang bersifat konduktif antara isolator yang non-konduktor dan logam yang bersifat konduktor. Donor dan akseptor adalah dopan yang membentuk daerah konduktif dalam semikonduktor. Doping donor dan akseptor adalah proses yang meningkatkan konduktivitas listrik semikonduktor. Perbedaan utama antara pengotor donor dan akseptor adalah bahwa unsur-unsur dalam golongan III dari tabel periodik bertindak sebagai pengotor donor sedangkan unsur-unsur dalam golongan V bertindak sebagai pengotor akseptor.
