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¿Qué es el aceptor en semiconductores? Nivel de aceptor: definición

En física de semiconductores, un aceptor es un átomo dopante (impureza) que, cuando se agrega a un semiconductor, puede formar un semiconductor de tipo p. Dosimetría de radiación

En física de semiconductores, un aceptor es un átomo dopante (impureza) que, cuando se agrega a un semiconductor, puede formar un semiconductor de tipo p . El proceso de agregar impurezas controladas a un semiconductor se conoce como dopaje de semiconductores . Este proceso cambia un semiconductor intrínseco a un semiconductor extrínseco . Para ambos tipos de átomos donantes o aceptores, el aumento de la densidad del dopante aumenta la conductividad.

Semiconductores tipo p

extrínseco - semiconductor dopado - tipo p - aceptadorUn semiconductor extrínseco que ha sido dopado con átomos aceptores de electrones se llama semiconductor de tipo p , porque la mayoría de los portadores de carga en el cristal son agujeros de electrones (portadores de carga positiva). El silicio semiconductor puro es un elemento tetravalente , la estructura cristalina normal contiene 4 enlaces covalentes de cuatro electrones de valencia. En el silicio, los dopantes más comunes son los elementos del grupo III y del grupo V. Los elementos del grupo III (trivalentes) contienen tres electrones de valencia, lo que hace que funcionen como aceptores cuando se usan para dopar silicio. Cuando un átomo aceptor reemplaza un átomo de silicio tetravalente en el cristal, se crea un estado vacante (un agujero de electrones). Un agujero de electrones (a menudo simplemente llamado agujero) es la falta de un electrón en una posición en la que uno pudiera existir en un átomo o en una red atómica. Es uno de los dos tipos de portadores de carga que son responsables de crear corriente eléctrica en materiales semiconductores. Estos agujeros cargados positivamente pueden moverse de un átomo a otro en materiales semiconductores a medida que los electrones abandonan sus posiciones. La adición de impurezas trivalentes como boro , aluminio o galio.a un semiconductor intrínseco crea estos agujeros de electrones positivos en la estructura. Por ejemplo, un cristal de silicio dopado con boro (grupo III) crea un semiconductor de tipo p, mientras que un cristal dopado con fósforo (grupo V) da como resultado un semiconductor de tipo n.

El número de agujeros de electrones está completamente dominado por el número de sitios aceptores. Por lo tanto:

El número total de orificios es aproximadamente igual al número de sitios donantes, p ≈ N A .

La neutralidad de carga de este material semiconductor también se mantiene. El resultado neto es que el número de agujeros de electrones aumenta, mientras que el número de electrones de conducción se reduce. El desequilibrio de la concentración de portadores en las bandas respectivas se expresa por el número absoluto diferente de electrones y agujeros. Los agujeros de electrones son portadores mayoritarios , mientras que los electrones son portadores minoritarios en material tipo p.

Nivel de aceptador

Desde el punto de vista de la brecha energética , tales impurezas «crean» niveles de energía dentro de la brecha de banda cerca de la banda de valenciapara que los electrones puedan ser excitados fácilmente desde la banda de valencia hacia estos niveles, dejando agujeros móviles en la banda de valencia. Crean niveles «poco profundos», niveles que están muy cerca de la banda de valencia, por lo que la energía requerida para ionizar el átomo (acepta el electrón que llena el agujero y crea otro agujero más lejos del átomo sustituido) es pequeña. Esto desplaza el nivel efectivo de Fermi a un punto aproximadamente a medio camino entre los niveles del aceptor y la banda de valencia. Nivel de Fermi es el término utilizado para describir la parte superior de la colección de niveles de energía electrónica a temperatura cero absoluta. El nivel de Fermi es la superficie del mar de Fermi en cero absoluto donde ningún electrón tendrá suficiente energía para elevarse por encima de la superficie. En semiconductores puros, la posición del nivel de Fermi está dentro del intervalo de banda, aproximadamente en el medio del intervalo de banda.

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