O que são portadores majoritários e portadores minoritários?

Passo 1

O enunciado pede para definir o que são portadores majoritários e portadores minoritários em semicondutores. O tema envolve física de semicondutores, dopagem e concentração de elétrons e lacunas.

Passo 2

Em um semicondutor intrínseco, gerado apenas por excitação térmica, a concentração de elétrons no nível de condução \(n_i) é igual à de lacunas no nível de valência \(p_i):
n_i = p_i.
Nesse caso não há distinção entre “maioria” e “minoria” porque ambos os tipos de portadores existem em igual número.

Passo 3

Quando adicionamos átomos dopantes ao semicondutor, criamos dois casos principais:
— Doping doador \(N_D): adiciona elétrons livres extras.
— Doping aceitador ( \(N_A)): cria lacunas extras.
Após a dopagem em equilíbrio térmico, as concentrações passam a ser
n \approx N_D \quad\text{e}\quad p = \frac{n_i^2}{n}
no caso n-tipo, e
p \approx N_A \quad\text{e}\quad n = \frac{n_i^2}{p}
no caso p-tipo.

Passo 4

Portadores majoritários são os que ficam em maior concentração após a dopagem.
— Em semicondutor n-tipo, n (elétrons) é o portador majoritário.
— Em semicondutor p-tipo, p (lacunas) é o portador majoritário.

Passo 5

Portadores minoritários são os que ficam em menor concentração.
— Em semicondutor n-tipo, p (lacunas) é o portador minoritário.
— Em semicondutor p-tipo, n (elétrons) é o portador minoritário.

Resposta

Portadores majoritários são aqueles cuja concentração fica mais alta após a dopagem ( n em n-tipo, p em p-tipo). Portadores minoritários são os que aparecem em menor número ( p em n-tipo, n em p-tipo).

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