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O que é aceitador em semicondutores – Nível aceitador – Definição

Na física dos semicondutores, um aceitador é um átomo dopante (impureza) que, quando adicionado a um semicondutor, pode formar um semicondutor do tipo p. Dosimetria de Radiação

Na física dos semicondutores, um aceitador é um átomo dopante (impureza) que, quando adicionado a um semicondutor, pode formar um semicondutor do tipo p . O processo de adição de impurezas controladas a um semicondutor é conhecido como dopagem de semicondutores . Esse processo altera um semicondutor intrínseco para um semicondutor extrínseco . Para ambos os tipos de átomos doadores ou aceitadores, o aumento da densidade de dopantes aumenta a condutividade.

Semicondutores do tipo p

extrínseco - semicondutor dopado - tipo p - aceitadorUm 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). O silício semicondutor puro é um elemento tetravalente , a estrutura cristalina normal contém 4 ligações covalentes de quatro elétrons de valência. No silício, os dopantes mais comuns são os elementos do grupo III e do grupo V. Os elementos do grupo III (trivalentes) contêm três elétrons de valência, fazendo com que funcionem como aceitadores quando usados ​​para dopar o silício. Quando um átomo aceitador substitui um átomo de silício tetravalente no cristal, um estado vago (um buraco no elétron) é criado. Um buraco de elétron (muitas vezes chamado simplesmente de buraco) é a falta de um elétron em uma posição em que alguém poderia existir em um átomo ou estrutura atômica. É um dos dois tipos de portadores de carga responsáveis ​​pela criação de corrente elétrica em materiais semicondutores. Esses orifícios carregados positivamente podem se mover de átomo para átomo em materiais semicondutores à medida que os elétrons deixam suas posições. A adição de impurezas trivalentes, como boro , alumínio ou gáliopara um semicondutor intrínseco cria esses orifícios de elétrons positivos na estrutura. Por exemplo, um cristal de silício dopado com boro (grupo III) cria um semicondutor do tipo p, enquanto um cristal dopado com fósforo (grupo V) resulta em um semicondutor do tipo n.

O número de orifícios de elétrons é completamente dominado pelo número de locais aceitadores. Portanto:

O número total de orifícios é aproximadamente igual ao número de locais dadores, p ≈ N A .

A neutralidade da carga deste material semicondutor também é mantida. O resultado final é que o número de orifícios de elétrons é aumentado, enquanto o número de elétrons de condução é reduzido. O desequilíbrio da concentração do portador nas respectivas bandas é expresso pelo diferente número absoluto de elétrons e buracos. Os orifícios de elétrons são portadores majoritários , enquanto os elétrons são portadores minoritários em material do tipo p.

Nível do aceitante

Do ponto de vista do gap de energia , essas impurezas “criam” níveis de energia dentro do gap da banda próximo à banda de valênciapara que os elétrons possam ser facilmente excitados da banda de valência para esses níveis, deixando orifícios móveis na banda de valência. Eles criam níveis “rasos”, níveis muito próximos da banda de valência, de modo que a energia necessária para ionizar o átomo (aceita o elétron que preenche o buraco e cria outro buraco além do átomo substituído) é pequena. Isso muda o nível de Fermi efetivo para um ponto a meio caminho entre os níveis aceitadores e a faixa de valência. Nível de Fermi é o termo usado para descrever o topo da coleção de níveis de energia eletrônica na temperatura zero absoluta. O nível de Fermi é a superfície do mar de Fermi no zero absoluto, onde nenhum elétron terá energia suficiente para subir acima da superfície. Em semicondutores puros, a posição do nível de Fermi está dentro do gap, aproximadamente no meio do gap.

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: [email protected] ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.