Dopagem eletrônica consiste num procedimento de adição de impurezas químicas a um elemento semicondutor para transformá-lo num elemento mais condutor, porém, de forma controlada.
O processo de dopagem de semicondutores refere-se à adição, ao cristal intrínseco, de pequena quantidade de impureza, com propriedades adequadas, de forma a afetar o comportamento elétrico do semicondutor da maneira desejada.
Já a condutividade elétrica dos materiais semicondutores varia de acordo com as condições ambientais ou de estado elétrico. A condutividade dos semicondutores pode ser modificada por meio da variação da temperatura ou pelo processo de dopagem, que consiste na adição de uma substância diferente do silício.
Em geral, os semicondutores são materiais, inorgânicos ou orgânicos, que têm a capacidade de controlar sua condução, dependendo da estrutura química, temperatura, iluminação e presença de dopantes. O nome semicondutor vem do fato de que esses materiais têm uma condutividade elétrica entre a de um metal, como cobre, ouro, etc. e um isolador, como o vidro. Eles têm um gap de energia menor que 4eV (cerca de 1eV). Na física de estado sólido, esse gap de energia ou gap de banda é um intervalo de energia entre a banda de valência e a banda de conduçãoonde estados de elétrons são proibidos. Ao contrário dos condutores, os elétrons em um semicondutor devem obter energia (por exemplo, a partir de radiação ionizante) para atravessar a folga da banda e alcançar a banda de condução. As propriedades dos semicondutores são determinadas pela diferença de energia entre as bandas de valência e de condução.
São aqueles que estão numa situação intermediária, ou seja, em determinada situação são isolantes e em outra são condutores. Esses materiais são classificados como semicondutores. O silício e o germânio são os semicondutores mais utilizados no mercado.
Os semicondutores extrínsecos são componentes de muitos dispositivos elétricos comuns, bem como de muitos detectores de radiação ionizante. Para esse propósito, um diodo semicondutor (dispositivos que permitem corrente em apenas uma direção) geralmente consiste em semicondutores do tipo p e do tipo n colocados em junção um com o outro.
Os elétrons de condução são completamente dominados pelo número de elétrons doadores . Portanto:
O número total de electrões de condução é, aproximadamente, igual ao número de locais dadores, n≈N D .
Doping - Tipos de Doping - Dopagem Química de Materiais - Como Ocorre a Dopagem em Semicondutores. O carbono, o silício e o germânio (que assim como o silício, também é um semicondutor) possuem uma propriedade única em sua estrutura de elétrons, cada um possui quatro elétrons em sua órbita mais externa.
Um semicondutor extrínseco , ou semicondutor dopado , é um semicondutor que foi dopado intencionalmente com o objetivo de modular suas propriedades elétricas, ópticas e estruturais. No caso de detectores semicondutores de radiação ionizante, o doping é a introdução intencional de impurezas em um semicondutor intrínseco com o objetivo de alterar suas propriedades elétricas. Portanto, os semicondutores intrínsecos também são conhecidos como semicondutores puros ou semicondutores do tipo i.
Isso significa que em um material do tipo n existirá um grande número de elétrons livres e um pequeno número de lacunas. Neste caso, chamamos os elétrons de portadores majoritários e as lacunas de portadores minoritários.
elétrons livres são portadores majoritários e as lacunas são portadores minoritários. chamados de impurezas aceitadora, será produzido um semicondutor do tipo P (positivo) pelo falta de um elétron nessa estrutura. as lacunas são portadores majoritário e os elétrons livres são portadores minoritários.
Na fabricação de dispositivos semicondutores, as várias etapas de processamento se enquadram em quatro categorias gerais: Deposição, Remoção, Padronização e Modificação das propriedades elétricas. A deposição é qualquer processo que cresce, casacos, ou de outra forma transfere um material sobre a bolacha.
Os semicondutores extrínsecos são componentes de muitos dispositivos elétricos comuns, bem como de muitos detectores de radiação ionizante. Para esse propósito, um diodo semicondutor (dispositivos que permitem corrente em apenas uma direção) geralmente consiste em semicondutores do tipo p e do tipo n colocados em junção um com o outro.
O silício é o elemento mais freqüentemente encontrado na natureza, após o hidrogênio, na forma natural, é encontrado nas rochas e em minérios. O semicondutor é um material-chave na indústria eletrônica. Os dispositivos que utilizam o semicondutor são hoje utilizados em todo tipo de circuitos.
A dopagem é um processo químico no qual átomos estranhos são introduzidos na estrutura cristalina de uma substância. Em um cristal semicondutor a dopagem é geralmente realizada para alterar suas propriedades elétricas.
A adição de uma pequena porcentagem de átomos estranhos na rede cristalina regular de silício ou germânio produz mudanças dramáticas em suas propriedades elétricas, uma vez que esses átomos estranhos incorporados na estrutura cristalina do semicondutor fornecem portadores de carga gratuitos (elétrons ou orifícios de elétrons) no semicondutor. Em um semicondutor extrínseco, são esses átomos contaminantes estranhos na estrutura cristalina que fornecem principalmente os portadores de carga que transportam corrente elétrica através do cristal. Em geral, existem dois tipos de átomos contaminantes, resultando em dois tipos de semicondutores extrínsecos. Esses dopantes que produzem as alterações controladas desejadas são classificados como aceitadores ou doadores de elétrons e os semicondutores dopados correspondentes são conhecidos como:
Os semicondutores são uma classe de materiais capazes de conduzir correntes elétricas. Eles são matéria-prima para a produção de chips usados nos mais diversos aparelhos eletrônicos, como smartphones, videogames e computadores.
Um diodo semicondutor consiste numa junção de uma camada de semicondutor tipo n com outra de semicondutor tipo p. Num semicondutor tipo n, os portadores de carga — ou seja, as partículas que participam da condução elétrica — são elétrons livres, enquanto, num semicondutor tipo p, são buracos livres, de carga positiva.
Corresponde aos elementos químicos que possuem três elétrons na última camada, que se colocados na estrutura do semicondutor, terão três elétrons envolvidos em ligações covalentes (falta um, o que implica na formação de um buraco).
A neutralidade da carga do material semicondutor é mantida porque os locais doadores excitados equilibram os elétrons de condução. O resultado final é que o número de elétrons de condução é aumentado, enquanto o número de orifícios é reduzido. O desequilíbrio da concentração do portador nas respectivas bandas é expresso pelo diferente número absoluto de elétrons e buracos. Os elétrons são portadores majoritários, enquanto os orifícios são portadores minoritários em material do tipo n.
Em física, química e engenharia eletrônica, um buraco de elétron (muitas vezes chamado simplesmente de buraco ou lacuna) é a falta de um elétron em uma posição onde um poderia existir em um átomo ou estrutura atômica. ...
A palavra “lacuna” designa “falta”, “omissão”, “vácuo”, e também “falha”.
São aqueles que estão numa situação intermediária, ou seja, em determinada situação são isolantes e em outra são condutores. Esses materiais são classificados como semicondutores. O silício e o germânio são os semicondutores mais utilizados no mercado.
Semicondutores do tipo p Um semicondutor extrínseco que foi dopado com átomos receptores de elétrons é chamado de semicondutor do tipo p , porque a maioria dos portadores de carga no cristal são orifícios de elétrons (portadores de carga positiva).
Os semicondutores são materiais que possuem baixa condutividade elétrica. ... Os semicondutores não conseguem conduzir corrente elétrica em condições químicas normais. Os átomos dos semicondutores são tetravalentes, ou seja, possuem apenas quatro camadas de valência, o que torna-os elementos não estáveis.
A supercondutividade é uma propriedade exibida por certos materiais a temperaturas muito baixas. Os materiais encontrados para ter esta propriedade incluem metais e suas ligas (estanho, alumínio e outros), alguns semicondutores e cerâmicas conhecidas como cupratos que contêm átomos de cobre e oxigênio.
O diodo é construído a partir de materiais semicondutores, como o silício ou o germânio, que são fundidos para criar uma junção PN, sendo que P representa a polaridade positiva e N, a negativa. A polaridade positiva P de um diodo é onde há falta de elétrons, sendo essa região também chamada de lacuna ou buraco.
São considerados bons condutores de eletricidade, átomos terminados com: ... Todos os átomos são bons condutores de eletricidade. 5, 6, 7 e 8 elétrons na última camada. 4 elétrons na última camada.
Bons condutores são materiais que permitem que os elétrons se desloquem facilmente. Os metais, em geral, são ótimos condutores de eletricidade. Neles, os elétrons fluem com facilidade. Por isso, o cobre, o alumínio e o estanho costumam ser empregados na fabricação de fios elétricos.
O silício e o germânio são átomos tetravalentes, pois possuem quatro elétrons na camada de valência. camada são chamados de elétrons de valência.
Os maus condutores, ou isolantes, são os corpos que necessitam de elétrons porque tem muito poucos elétrons livres. São exemplos de isolantes a madeira seca, a mica e o vidro. Em eletricidade são utilizados os bons condutores na construção de cabos e fios metálicos e os maus condutores são empregados como isolantes.