Explique a diferença entre os materiais semicondutores do tipo
e do tipo
.
Explique a diferença entre as impurezas doadoras e aceitadoras.
Explique a diferença entre as impurezas doadoras e aceitadoras.
Passo 1
O enunciado pede para a gente entender dois conceitos relacionados a semicondutores dopados: os materiais do tipo
e do tipo
, e também as impurezas doadoras e aceitadoras usadas no processo de dopagem. Para resolver, vamos revisar o semicondutor intrínseco, depois ver o efeito de adicionar átomos com valência diferente e, por fim, identificar quem é doador e quem é aceitador.
Passo 2
Antes de dopar, um semicondutor intrínseco (por exemplo, silício puro) tem bandas de valência e de condução separadas por uma banda proibida. A condução elétrica ocorre quando elétrons da banda de valência recebem energia suficiente para saltar para a banda de condução, deixando “buracos” (lacunas) na banda de valência. Nesse estado puro, o número de elétrons livres é igual ao número de buracos criados.
Passo 3
Para obter um semicondutor do tipo
, introduzimos impurezas doadoras, geralmente átomos do grupo
da tabela periódica (por exemplo, fósforo, arsênio). Cada átomo desse grupo traz
elétrons de valência, mas só precisa de
para se ligar à rede de silício. O elétron excedente fica livre na banda de condução, aumentando a densidade de elétrons livres. Como os elétrons são maioria no transporte de carga, chamamos o material de tipo
(negative).
Passo 4
Para obter um semicondutor do tipo
, inserimos impurezas aceitadoras, normalmente átomos do grupo
(por exemplo, boro, alumínio). Cada átomo desse grupo tem
elétrons de valência, deixando um “buraco” na rede cristalina quando ocupa um sítio de silício. Esse buraco age como carga positiva móvel. Como os buracos passam a ser maioria no transporte, o material é chamado de tipo
(positive).
Passo 5
A diferença entre impurezas doadoras e aceitadoras está, portanto, em como elas interagem com a rede:
- Impurezas doadoras liberam elétrons extras para a banda de condução, gerando maior concentração de elétrons (tipo
). - Impurezas aceitadoras criam níveis de energia próximos à banda de valência que capturam elétrons, deixando buracos que passam a conduzir (tipo
).
Resposta
Semicondutores do tipo
: têm elétrons como portadores majoritários, obtidos ao dopar com impurezas doadoras (grupo
).
Semicondutores do tipo : têm buracos como portadores majoritários, obtidos ao dopar com impurezas aceitadoras (grupo
).
Impurezas doadoras: doam elétrons à banda de condução.
Impurezas aceitadoras: aceitam elétrons da banda de valência, criando buracos.
Semicondutores do tipo
Impurezas doadoras: doam elétrons à banda de condução.
Impurezas aceitadoras: aceitam elétrons da banda de valência, criando buracos.