В чем заключается физическая природа донорной примеси в полупроводниках?

Физическая природа донорной примеси в полупроводниках заключается в том, что она легко отдаёт электроны, увеличивая число свободных электронов. 5

Это происходит, когда валентность примеси превышает валентность полупроводника-матрицы. 1 Например, если в кристаллическую решётку четырёхвалентного элемента ввести атом элемента с валентностью V, то четыре электрона на его внешней оболочке свяжутся с четырьмя атомами четырёхвалентного элемента, а один электрон становится избыточным, слабосвязанным со своим атомом. 4

Под влиянием тепловой энергии этот электрон начинает свободно блуждать по полупроводнику, а под воздействием электрического поля он становится направленно перемещаться. 4 Одновременно с появлением свободных электронов, способных перемещаться, атомы примеси превращаются в положительные ионы — неподвижные заряды. 5

В целом полупроводник остаётся электрически нейтральным. 5

Примеры донорных примесей: мышьяк (валентность 5), фосфор, висмут или сурьма. 1