Diferencia entre los semiconductores de tipo p y n

Diferencia principal - pag-tipo vs. norte-tipo semiconductor

pag-tipo y norte-Los semiconductores tipo son absolutamente cruciales para la construcción de la electrónica moderna. Son muy útiles porque sus habilidades de conducción se pueden controlar fácilmente. Los diodos y transistores, que son fundamentales para todo tipo de electrónica moderna, requieren pag-tipo y norte-Tipo semiconductores para su construcción. los diferencia principal Entre pag-tipo y norte-Tipo de semiconductor es que pag-Los semiconductores de tipo se fabrican mediante la adición de impurezas de los elementos del Grupo III. a los semiconductores intrínsecos mientras que, en norte-Tipo semiconductores, las impurezas son elementos del Grupo IV..

¿Qué es un semiconductor?

UNA 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 están representados en términos de bandas. Según esta teoría, para que un material se conduzca, los electrones de la banda de valencia deberían poder moverse hacia la banda de conducción (tenga en cuenta que "subir" aquí no significa un electrón físicamente subiendo, pero más bien un electrón ganando una cantidad de energía que está asociada con las energías de la banda de conducción). De acuerdo con la teoría, los metales (que son conductores) tienen una estructura de banda donde la banda de valencia se superpone con la banda de conducción. Como resultado, los metales pueden conducir fácilmente la electricidad. En los aisladores, los intervalo de banda entre la banda de valencia y la banda de conducción es bastante grande, por lo que es extremadamente difícil para los electrones entrar en la banda de conducción. En contraste, los semiconductores tienen una pequeña brecha entre la valencia y las bandas de conducción. Al aumentar la temperatura, por ejemplo, es posible darles a los electrones suficiente energía que les permita moverse desde la banda de valencia hasta la banda de conducción. Luego, los electrones pueden moverse en la banda de conducción y el semiconductor puede conducir electricidad.

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

Semiconductores intrínsecos son elementos con cuatro electrones de valencia por átomo, es decir, elementos que aparecen en el "Grupo IV" de la tabla periódica, como el silicio (Si) y el germanio (Ge). Como 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 manera, todos los electrones de valencia estarían involucrados en un enlace covalente. Estrictamente hablando, este no es el caso: dependiendo de la temperatura, varios electrones son capaces de "romper" sus enlaces covalentes y participar en la conducción. Sin embargo, es posible aumentar en gran medida la capacidad de conducción de un semiconductor agregando pequeñas cantidades de 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 extrinseco.

Que es un norte-tipo semiconductor

Un norte-el tipo de semiconductor se fabrica agregando una pequeña cantidad de un elemento del Grupo V, como el fósforo (P) o el arsénico (As), al semiconductor intrínseco. Los elementos del grupo V tienen cinco Electrones de valencia por átomo. Por lo tanto, cuando estos átomos forman enlaces con los átomos del Grupo IV, debido a la estructura atómica del material, solo cuatro de los cinco electrones de valencia pueden participar en los enlaces covalentes. Esto significa que por cada átomo dopante hay un electrón extra "libre" que luego puede ingresar a la banda de conducción y comenzar a conducir electricidad. Por lo tanto, los átomos dopantes en norte-Se llaman semiconductores tipo donantes Porque “donan” electrones a la banda de conducción. En términos de la teoría de la banda, podemos imaginar que los electrones libres de los donantes tienen 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 pag-tipo semiconductor

UNA pag-el tipo semiconductor se fabrica dopando un semiconductor intrínseco con elementos del Grupo III como el boro (B) o el 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 los electrones de valencia de tres de los átomos circundantes del semiconductor intrínseco. Sin embargo, debido a la estructura cristalina, el átomo dopante puede hacer otro enlace covalente si tuviera un electrón más. En otras palabras, ahora hay una "vacante" para un electrón y, a menudo, tal "vacante" se denomina agujero. El átomo dopante ahora puede sacar un electrón de uno de los átomos circundantes y usarlo para formar un enlace. En pag-Tipo semiconductores, los átomos dopantes son llamados aceptores ya que toman electrones para ellos mismos. 

Ahora, el átomo al que le robaron un electrón se queda con un agujero también. Este átomo ahora puede robar un electrón de uno de sus vecinos, lo que, a su vez, puede robar un electrón de uno de sus vecinos. sus vecinos ... y así sucesivamente. De esta manera, podemos imaginar que un "agujero 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 los orificios” en la banda de conducción se puede ver como una corriente. Tenga en cuenta que el movimiento de los orificios en la banda de valencia es en dirección opuesta al movimiento de los electrones en la banda de conducción para una determinada diferencia de potencial. En pag-Tipo de semiconductores, se dice que los agujeros son los mayoria transportistas Mientras que los electrones en la banda de conducción son los portadores minoritarios.

En términos de la teoría de la banda, la energía de los electrones aceptados ("el nivel del aceptor") se encuentra un poco más arriba de la energía de la banda de valencia. Los electrones de la banda de valencia pueden alcanzar fácilmente este nivel, dejando agujeros en la banda de valencia. El siguiente diagrama ilustra las bandas de energía en intrínseco., norte-tipo y pag-tipo de semiconductores.

Bandas de energía en intrínseca., norte-tipo y pag-tipo de semiconductores.

Diferencia entre pag-tipo y norte-tipo semiconductor

Dopantes

En pag-tipo semiconductor, Los dopantes son elementos del grupo III..

En norte-tipo semiconductor, Los dopantes son elementos del Grupo IV..

Comportamiento Dopante:

En pag-tipo semiconductor, los átomos dopantes son aceptores: toman electrones y crean agujeros en la banda de valencia.

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

Transportistas mayoritarios

En pag-tipo semiconductor, La mayoría de los portadores son agujeros que se mueven en la banda de valencia..

En norte-tipo semiconductor, La mayoría de los portadores son electrones que se mueven en la banda de conducción..

Movimiento de transportistas mayoritarios

En pag-tipo semiconductor, la mayoría de los operadores se mueven en la dirección de la corriente convencional (de mayor a menor potencial).

En norte-tipo semiconductor, La 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) [Dominio público], a través de Wikimedia Commons