Diferencia entre semiconductor tipo p y tipo n

Diferencia principal - pags-tipo vs. norte-tipo Semiconductor

pags-tipo y norteLos semiconductores de tipo son absolutamente cruciales para la construcción de la electrónica moderna. Son muy útiles porque sus capacidades de conducción se pueden controlar fácilmente. Los diodos y transistores, que son fundamentales para todo tipo de electrónica moderna, requieren pags-tipo y norte- Semiconductores de tipo para su construcción. La principal principal Entre pags-tipo y norte-tipo semiconductor es que pagsLos semiconductores de tipo - se fabrican agregando impurezas de elementos del Grupo III. semiconductores intrínsecos mientras que, en norte-tipo semiconductores, las impurezas son elementos del Grupo IV.

¿Qué es un semiconductor?

A semiconductor Es un material que tiene una conductividad entre la de un conductor y un aislante. En el teoría de bandas de sólidos, los niveles de energía se representan en términos de bandas. Según esta teoría, para que un material conduzca, los electrones de la banda de valencia deberían poder moverse hacia arriba a la banda de conducción (tenga en cuenta que "subir" aquí no significa que un electrón físicamente moviéndose hacia arriba, sino más bien un electrón ganando una cantidad de energía que está asociada con las energías de la banda de conducción). Según la teoría, los metales (que son conductores) tienen una estructura de bandas donde la banda de valencia se superpone con la banda de conducción. Como resultado, los metales pueden conducir fácilmente la electricidad. En aisladores, el brecha de banda entre la banda de valencia y la banda de conducción es bastante grande, por lo que es extremadamente difícil que los electrones entren en la banda de conducción. En contraste, los semiconductores tienen una pequeña brecha entre las bandas de valencia y conducción. Al aumentar la temperatura, por ejemplo, es posible dar a los electrones suficiente energía que les permita pasar de la banda de valencia a la banda de conducción. Entonces, los electrones pueden moverse en la banda de conducción y el semiconductor puede conducir electricidad.

Cómo se ven los metales (conductores), semiconductores y aislantes bajo la teoría de bandas de sólidos.

Semiconductores intrínsecos son elementos con cuatro electrones de valencia por átomo, es decir, elementos que se encuentran en el “Grupo IV” de la tabla periódica, como el silicio (Si) y el germanio (Ge). Dado que cada átomo tiene cuatro electrones de valencia, cada uno de estos electrones de valencia puede formar un enlace covalente con uno de los electrones de valencia en un átomo vecino. De esta forma, todos los electrones de valencia estarían involucrados en un enlace covalente. Estrictamente hablando, este no es el caso: dependiendo de la temperatura, una serie de electrones pueden "romper" sus enlaces covalentes y participar en la conducción. Sin embargo, es posible aumentar considerablemente la capacidad de conducción de un semiconductor agregando pequeñas cantidades de una impureza al semiconductor, en un proceso llamado dopaje. La impureza que se agrega al semiconductor intrínseco se llama dopante. Un semiconductor dopado se conoce como semiconductor extrínseco.

Que es un norte-tipo Semiconductor

Un norteEl semiconductor de tipo V se fabrica agregando una pequeña cantidad de un elemento del Grupo V, como fósforo (P) o arsénico (As), al semiconductor intrínseco. Los elementos del grupo V tienen cinco electrones de valencia por átomo. Por lo tanto, cuando estos átomos se unen con los átomos del Grupo IV, debido a la estructura atómica del material, solo cuatro de los cinco electrones de valencia pueden estar involucrados en enlaces covalentes. Esto significa que por cada átomo dopante hay un electrón "libre" adicional que luego puede pasar a la banda de conducción y comenzar a conducir electricidad. Por lo tanto, los átomos dopantes en norteLos semiconductores de tipo se denominan donantes porque “donan” electrones a la banda de conducción. En términos de la teoría de bandas, podemos imaginar que los electrones libres de los donantes tengan un nivel de energía cercano a las energías de la banda de conducción. Dado que la brecha de energía es pequeña, los electrones pueden saltar fácilmente a la banda de conducción y comenzar a conducir una corriente.

que es un pags-tipo Semiconductor

A pagsEl semiconductor de tipo se fabrica dopando un semiconductor intrínseco con elementos del Grupo III, como boro (B) o aluminio (Al). En estos elementos, solo hay tres electrones de valencia por átomo. Cuando estos átomos se agregan a un semiconductor intrínseco, cada uno de los tres electrones puede formar enlaces covalentes con electrones de valencia de tres de los átomos circundantes del semiconductor intrínseco. Sin embargo, debido a la estructura cristalina, el átomo dopante puede formar otro enlace covalente si tuviera un electrón más. En otras palabras, ahora hay una "vacante" para un electrón y, a menudo, esa "vacante" se denomina agujero. El átomo dopante ahora puede tomar un electrón de uno de los átomos circundantes y usarlo para formar un enlace. En pagsSemiconductores de tipo, los átomos dopantes se denominan aceptantes ya que toman electrones para ellos mismos.

Ahora, el átomo al que le robaron un electrón también queda con un agujero. Este átomo ahora puede robar un electrón de uno de sus vecinos, que, a su vez, puede robar un electrón de uno de sus su vecinos… y así sucesivamente. De esta manera, podemos imaginarnos que un “hueco con carga positiva” puede viajar a través de la banda de valencia de un material, de la misma manera que un electrón puede viajar a través de la banda de conducción. El “movimiento de agujeros” en la banda de conducción puede verse como una corriente. Tenga en cuenta que el movimiento de los huecos en la banda de valencia es en dirección opuesta al movimiento de los electrones en la banda de conducción para una diferencia de potencial dada. En pags-semiconductores de tipo, se dice que los agujeros son los mayoría transportistas mientras que los electrones en la banda de conducción son los portadores minoritarios.

En términos de la teoría de bandas, la energía de los electrones aceptados ("el nivel del aceptor") se encuentra un poco por encima de la energía de la banda de valencia. Los electrones de la banda de valencia pueden alcanzar fácilmente este nivel, dejando huecos en la banda de valencia. El siguiente diagrama ilustra las bandas de energía en forma intrínseca, norte-tipo y pagsSemiconductores de tipo.

Bandas de energía en intrínseco, norte-tipo y pagsSemiconductores de tipo.

Diferencia entre pags-tipo y norte-tipo Semiconductor

dopantes

En pags-escribe semiconductorlos dopantes son elementos del Grupo III.

En norte-tipo semiconductorlos dopantes son elementos del Grupo IV.

Comportamiento dopante:

En pags-escribe semiconductorlos átomos dopantes son aceptantes: toman electrones y crean huecos en la banda de valencia.

En norte-tipo semiconductorlos átomos dopantes actúan como donantes: donan electrones que pueden llegar fácilmente a la banda de conducción.

Portadores mayoritarios

En pags-escribe semiconductorlos portadores mayoritarios son huecos que se mueven en la banda de valencia.

En norte-tipo semiconductorlos portadores mayoritarios son electrones que se mueven en la banda de conducción.

Movimiento de Transportistas Mayoritarios

En pags-tipo semiconductorlos portadores mayoritarios se mueven en la dirección de la corriente convencional (de mayor a menor potencial).

En norte-tipo semiconductorla mayoría de los portadores se mueven en contra de la dirección de la corriente convencional.

Imagen de cortesía:

"Comparación de las estructuras de bandas electrónicas de metales, semiconductores y aislantes". por Pieter Kuiper (hecho a sí mismo) [Public Domain]a través de Wikimedia Commons

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