Classifique os seguintes semicondutores dopados como do tipo n ou p:
Ga dopado com Ge;

Passo 1

O enunciado pede para classificar se um semicondutor formado por Ga dopado com Ge é do tipo n ou do tipo p. Informações dadas: o átomo hospedeiro é Ga (gálio) e o átomo dopante é Ge (germânio). Não há outros dados no enunciado.

Passo 2

Vamos entender o que significa “classificar como do tipo n ou p”. Em dopagem por substituição, um átomo dopante ocupa o lugar de um átomo do retículo cristalino do hospedeiro. Se o dopante tem mais elétrons de valência que o hospedeiro, ele tende a doar elétrons extras para a banda de condução — isso cria semicondutor do tipo n (majoritários: elétrons). Se o dopante tem menos elétrons de valência, ele cria lacunas (aceita elétrons) — isso produz semicondutor do tipo p (majoritários: lacunas). Em resumo: mais valência → doador → tipo n; menos valência → aceitador → tipo p.

Passo 3

Agora identificamos o número de elétrons de valência de cada elemento:
  • Gálio (Ga) é do grupo 13 da tabela periódica e tem 3 elétrons de valência, portanto tende a formar ligações com 3 elétrons.
  • Germânio (Ge) é do grupo 14 da tabela periódica e tem 4 elétrons de valência.

Passo 4

Comparando os valores de valência: o dopante Ge tem 4 elétrons de valência e o hospedeiro Ga tem 3. A diferença é
4-3=1.
Isso significa que, quando um átomo de Ge substitui um átomo de Ga na rede, fica um elétron “a mais” em relação ao que seria necessário para completar as ligações do sítio cristalino.

Passo 5

Esse elétron extra do Ge fica fracamente ligado e pode ser facilmente promovido para a banda de condução com baixíssima energia térmica (à temperatura ambiente). Em termos de níveis de energia, o Ge introduz um nível doador logo abaixo da banda de condução que libera um elétron para condução. Portanto o dopante atua como doador de elétrons.

Passo 6

Conclusão do raciocínio: como o dopante (Ge) doa elétrons ao cristal de Ga, os portadores majoritários são elétrons — isso define um semicondutor do tipo n. Dica prática para prova: sempre comparar os números de valência; maior → doador → n; menor → aceitador → p.
Exemplo rápido para fixar: se em vez de Ge (valência 4) tivéssemos um dopante com valência 2 substituindo Ga (valência 3), haveria uma falta de um elétron por sítio ( 2-3=-1) e isso criaria lacunas → tipo p. Isso ajuda a memorizar a regra.

Resposta

do tipo n

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