Semiconductor extrínseco, Semiconductor dopaje, Los dos tipos de semiconductores extrínsecos, El uso de semiconductores extrínsecos

Un semiconductor extrínseco es un semiconductor que se ha dopado, es decir, en la que se ha introducido un agente de dopaje, dándole diferentes propiedades eléctricas que el semiconductor intrínseco.

Dopaje implica la adición de átomos de dopante a un semiconductor intrínseco, que cambia el electrón y el agujero de la concentración de portadores del semiconductor en equilibrio térmico. Concentraciones de portadores dominantes en un semiconductor extrínseco clasifican ya sea como un tipo-n o semiconductor de tipo p. Las propiedades eléctricas de los semiconductores extrínsecos hacen ellos componentes esenciales de muchos dispositivos electrónicos.

Semiconductor dopaje

Semiconductor dopaje es el proceso que cambia un semiconductor intrínseco para un semiconductor extrínseco. Durante el dopaje, átomos de impurezas se introducen a un semiconductor intrínseco. Átomos de impurezas son átomos de un elemento diferente de los átomos del semiconductor intrínseco. Átomos de impurezas actúan como donantes o aceptores para el semiconductor intrínseco, el cambio de las concentraciones de electrones y huecos del semiconductor. Átomos de impurezas se clasifican como átomos donantes o aceptor basado en el efecto que tienen en el semiconductor intrínseco.

Átomos de impurezas donantes tienen más electrones de valencia que los átomos a los que sustituyen en la red semiconductor intrínseco. Impurezas donantes "donar" sus electrones extra de valencia a la banda de conducción del semiconductor, proporcionando un exceso de electrones al semiconductor intrínseco. El exceso de electrones aumentan la concentración de portadores de electrones del semiconductor, por lo que es de tipo n.

Átomos de impurezas aceptoras tienen un menor número de electrones de valencia que los átomos a los que sustituyen en el semiconductor intrínseco. Ellos "aceptar" los electrones de la banda de valencia del semiconductor. Esto proporciona el exceso de agujeros para el semiconductor intrínseco. El exceso de agujeros aumentan la concentración de portadores agujero del semiconductor, la creación de un semiconductor de tipo p.

Semiconductores y los átomos de dopante se definen por la columna del periódico en la que caen. La definición de la columna del semiconductor determina el número de electrones de valencia de sus átomos tienen y si los átomos dopantes actúan como donadores o aceptores del semiconductor.

Grupo IV semiconductores usar átomos del grupo V ya que los donantes y los átomos del grupo III como aceptantes.

Grupo III-V semiconductores, los semiconductores compuestos, utilice átomos del grupo VI como donantes y los átomos del grupo II como aceptantes. Grupo III-V semiconductores también pueden utilizar átomos del grupo IV, ya sea como donantes o aceptores. Cuando un átomo de grupo IV reemplaza el elemento del grupo III en la red de semiconductores, la IV átomo de grupo actúa como un donante. A la inversa, cuando un átomo de grupo IV reemplaza el elemento del grupo V, la IV átomo de grupo actúa como un aceptor. Átomos del Grupo IV pueden actuar como ambos donantes y aceptores, por lo tanto, que se conocen como impurezas anfóteros.

Los dos tipos de semiconductores extrínsecos

N-tipo semiconductores

Semiconductores extrínsecos con una concentración de electrones mayor que concentración de huecos se conocen como semiconductores de tipo n. La frase "tipo n" viene de la carga negativa del electrón. En los semiconductores de tipo n, los electrones son los portadores mayoritarios y los agujeros son los portadores minoritarios. Semiconductores de tipo N son creados por un semiconductor intrínseco dopaje con impurezas donantes. En un semiconductor de tipo n, el nivel de energía de Fermi es mayor que la del semiconductor intrínseco y se encuentra más cerca de la banda de conducción de la banda de valencia.

Semiconductores tipo P

A diferencia de los de tipo n semiconductores, semiconductores de tipo p tiene una concentración de huecos más grande que la concentración de electrones. La frase "tipo p" se refiere a la carga positiva del agujero. En los semiconductores de tipo p, los agujeros son los portadores mayoritarios y los electrones son los portadores minoritarios. Semiconductores de tipo P son creados por un semiconductor intrínseco dopaje con impurezas aceptoras. Semiconductores tipo P tienen niveles de energía de Fermi por debajo del nivel de energía de Fermi intrínseco. El nivel de energía de Fermi se encuentra más cerca de la banda de valencia a la banda de conducción en un semiconductor de tipo p.

El uso de semiconductores extrínsecos

Semiconductores extrínsecos son componentes de muchos dispositivos eléctricos comunes. Un diodo semiconductor consiste en de tipo p y los semiconductores de tipo n colocados en unión uno con el otro. Actualmente, la mayoría de los diodos semiconductores utilizan dopado de silicio o germanio.

Transistores también hacen uso de los semiconductores extrínsecos. Transistores de unión bipolar son un tipo de transistor. Los BJTs más comunes son NPN y PNP. Transistores NPN tienen dos capas de semiconductores de tipo n que intercalan un semiconductor de tipo p. Transistores PNP tienen dos capas de semiconductores de tipo p que intercalan un semiconductor de tipo n.

Transistores de efecto de campo son otro tipo de transistor de la aplicación de semiconductores extrínsecos. A diferencia de los BJT, que son unipolares y considerado ya sea de canal N o de canal P. FET se dividen en dos familias, la compuerta de cruce FET y de puerta aislada FET.

Otros dispositivos de aplicación de los semiconductores extrínsecos: