O que é a Dopagem de semicondutores?

  •      O semicondutor é um mau condutor de eletricidade. Entretanto, quando se adiciona alguma substância a um semicondutor, como o germânio ou o silício, suas propriedades elétricas sofrem profundas modificações. A substância que se adiciona ao semicondutor puro é chamada de impureza. A este processo de adicionar-se a impureza ao cristal chama-se dopagem, de modo a aumentar tanto o numero de eletros livres quanto o numero de lacunas.

Importância da Dopagem

  • A dopagem da aos semicondutores as características que os tornaram a principal matéria-prima da eletrônica em larga escala, O processo consiste em, introduzir no retículo cristalino do semicondutor um átomo de outra substância, que virá a substituir o átomo original da substância semicondutora. A diferença no número de elétrons de valência entre o material dopante (sejam doadores ou receptores de elétrons) e o material semicondutor resultará em portadores negativos (semicondutor tipo n) ou positivos (semicondutor tipo p)

elementos semicondutores (carbono, silício e germânio)

  • o carbono, silício e o germânio ) possuem uma propriedade única em sua estrutura de elétrons, cada um possui quatro elétrons em sua órbita mais externa. Isso permite que eles formem bons cristais. Os quatro elétrons formam ligações covalentes perfeitas com quatro átomos vizinhos, criando uma reticulado. No carbono, conhecemos a forma cristalina como diamante. No silício, a forma cristalina é uma substância metálica prateada.

Reticulado de silício

  • Em um reticulado de silício, todos os átomos do silício ligam-se perfeitamente a quatro vizinhos, não deixando nenhum elétron livre para conduzir a corrente elétrica. Isso torna um cristal de silício isolante, ao invés de condutor

Alteração no reticulado de Silício

  • No entanto é possível alterar o comportamento do silício e transformá-lo em um condutor dopando-o. Na dopagem, mistura-se uma pequena quantidade de impurezas a um cristal de silício.

Tipos de impurezas na Dopagem

  • Tipo N - Na dopagem tipo N, o fósforo  ou o arsênico é adicionado ao silício em pequenas quantidades. O fósforo e o arsênico possuem cinco elétrons externos cada um, de forma que ficam fora de posição quando entram no reticulado de silício. O quinto elétron não tem a que se ligar, ganhando liberdade de movimento. Apenas uma pequena quantidade de impurezas é necessária para criar elétrons livres o suficiente para permitir que uma corrente elétrica flua pelo silício. O silício tipo N é um bom condutor. Os elétrons possuem uma carga negativa, daí o nome tipo N.

Dopagem Tipo N com Fósforo

Impureza Tipo P

  • Na dopagem tipo P, o boro ou o gálio  é o dopante. O gálio e o boro possuem apenas três elétrons externos cada um. Quando misturados no reticulado de silício, formam "buracos" ou "lacunas" na treliça e um elétron do silício não tem a que se ligar. A ausência de elétron cria o efeito de uma carga positiva, daí o nome tipo P. Lacunas podem conduzir corrente. Uma lacuna aceita muito bem um elétron de um vizinho, movendo a lacuna em um espaço. O silício tipo P é um bom condutor.

Dopagem Tipo P com Boro

Junção Dos Elementos Tipos P e N

  • A junção dos elementos tipos P ou N do silício é um fenômeno bem interessante, que dá ao diodo suas propriedades únicas, como um  dispositivo semicondutor.

Questionário

  • 1) A expressão semicondutor se refere a que tipo de material?

  • A) Se refere a um material condutor de eletricidade com condutividade elétrica intermediária menor que 10¯¹º ohm.

  • B) Se refere a um material isolante, que mesmo depois de topado não apresenta condutividade elétrica.

  • C) Se refere a um material que não deixando nenhum elétron livre para conduzir a corrente elétrica.

Questionário

  • 2) O aparecimento de buracos na banda de valência ao se dopar o Silício ( valência 4), acontece quando dopamos o Silício com:

  • A) Silício e Boro

  • B) Silício e fósforo

  • C) Silício e Nitrogênio

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