Halfgeleider (elektronica): verschil tussen versies

Hier wordt een driewaardige onzuiverheid (uit groep IIIa in het [[periodiek systeem]], bijvoorbeeld boor) aan de halfgeleider toegevoegd. Het atoom gaat drie bindingen met silicium aan, maar wil een octetstructuur bereiken. Door een elektron af te nemen van een naburig atoom kan de binding volledig worden gemaakt. Bijgevolg ontstaat er een gat waar een valentie-elektron is weggehaald bij het silicium-atoom. In dat gat kan een vrij ongepaard elektron springen en ontstaat er een nieuw gat op de plaats waar het elektron vandaan kwam. Door deze verplaatsing van dat gat kan een P-type halfgeleider stroom geleiden. Het driewaardige boor atoom wordt een 'acceptor' genoemd omdat het elektronen opneemt waardoor gaten ontstaan.

 

Fosfor en boor zijn veelgebruikte elementen om silicium mee te verontreinigen, wat '[[doteren]]' (Engels: 'doping') genoemd wordt. Fosfor is een '''donor''' van elektronen en boor een '''acceptor'''. De belangrijkste toepassing ontstaat als men p-silicium en n-silicium in elkaar laat overgaan. Er ontstaat een zogenaamde pn-overgang. In de grenslaag zullen elektronen uit het n-silicium door de altijd aanwezige thermische beweging in het p-silicium terechtkomen, waar ze meteen in gaten worden gebonden. Het gevolg is dat er een zone zonder vrije ladingsdragers ontstaat, de ''uitputtingszone''. Een laagje n-silicium blijft met een tekort aan elektronen achter, dus positief geladen, en het aangrenzende laagje p-silicium heeft extra elektronen en is dus negatief geladen. Er zijn geen elektronen meer die van hun plaats willen, de pn-overgang geleidt niet. Leggen we een spanning aan tussen het n- en p-silicium, dan zal, afhankelijk van de polariteit, de [[uitputtingszone]] vergroot worden (dus geen stroom doorlaten), of zullen de elektronen teruggedreven worden, zodat na overwinnen van een zekere drempelspanning geleiding optreedt. De pn-overgang is dus in de ene richting geleidend en in de andere niet: we hebben een [[diode]].