A principal diferença entre impurezas doadoras e aceitadoras é que os elementos do grupo V da tabela periódica normalmente agem como impurezas doadoras, enquanto os elementos do grupo III normalmente agem como impurezas receptoras.
Doping é o processo que adiciona impurezas a um semicondutor. A dopagem é importante para aumentar a condutividade do semicondutor. Existem duas formas principais de doping, e são doping doador e doping do aceptor. A dopagem do doador adiciona impurezas ao doador, enquanto a dopagem do aceitador adiciona impurezas ao receptor.
O que são impurezas doadoras?
As impurezas doadoras são os elementos adicionados a um doador para aumentar a condutividade elétrica desse doador. Os elementos do grupo V da tabela periódica são as impurezas doadoras comuns. Um doador é um átomo ou grupo de átomos que pode formar regiões do tipo n quando adicionado a um semicondutor. Um exemplo comum é um silício (Si).
Figura 1: Presença de um Doador em uma Malha de Silicone
Os elementos do grupo V que frequentemente servem como impurezas doadoras incluem arsênio (As), fósforo (P), bismuto (Bi) e antimônio (Sb). Esses elementos têm cinco elétrons em sua camada eletrônica mais externa (há cinco elétrons de valência). Quando adicionado um desses átomos a um doador como o silício, a impureza substitui o átomo de silício, formando quatro ligações covalentes. Mas, agora há um elétron livre, pois havia cinco elétrons de valência. Portanto, esse elétron fica como um elétron livre, o que aumenta a condutividade do semicondutor. Além disso, o número de átomos de impureza determina o número de elétrons livres presentes no doador.
O que são impurezas aceitadoras?
As impurezas do aceptor são os elementos adicionados a um aceptor para aumentar a condutividade elétrica desse aceptor. Os elementos do grupo III são comuns como impurezas aceitadoras. Os elementos do grupo III incluem alumínio (Al), boro (B) e gálio (Ga). Um aceptor é um dopante que forma regiões do tipo p quando adicionado a um semicondutor. Esses átomos têm três elétrons de valência em suas camadas eletrônicas mais externas.
Figura 2: Presença de um Aceitador em uma Malha de Silício
Quando adicionado um dos átomos de impureza, como alumínio, a um aceptor, ele substitui os átomos de silício no semicondutor. Antes dessa adição, o átomo de silício tem quatro ligações covalentes ao seu redor. Quando o alumínio assume a posição do silício, o átomo de alumínio forma apenas três ligações covalentes, o que, por sua vez, resulta em uma ligação covalente ausente. Isso cria um ponto vago ou um buraco. No entanto, esses orifícios são úteis na condução de eletricidade. Quando o número de átomos de impureza adicionados aumenta, o número de buracos presentes no semicondutor também aumenta. Esta adição, por sua vez, aumenta a condutividade. Após a conclusão do processo de dopagem, o semicondutor torna-se um semicondutor extrínseco.
Qual é a diferença entre impurezas doadoras e aceitadoras?
Impurezas Doadoras vs Aceitadoras |
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| As impurezas do doador são os elementos adicionados a um doador para aumentar a condutividade elétrica desse doador. | As impurezas do aceptor são os elementos adicionados a um aceptor para aumentar a condutividade elétrica desse aceptor. |
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Impurezas comuns | |
| Elementos do Grupo V | Elementos do Grupo III |
| Exemplos de impurezas | |
| Arsênico (As), fósforo (P), bismuto (Bi) e antimônio (Sb). | Alumínio (Al), boro (B) e gálio (Ga) |
| Processo | |
| Aumentar os elétrons livres no semicondutor. | Aumentar os buracos presentes no semicondutor. |
| Valence Electrons | |
| Os átomos têm cinco elétrons de valência. | Os átomos têm três elétrons de valência. |
| Ligação Covalente | |
| Forma quatro ligações covalentes dentro do semicondutor, deixando o quinto elétron livre. | Forma três ligações covalentes dentro do semicondutor, deixando um buraco onde está f altando uma ligação covalente. |
Resumo – Impurezas Doadoras vs Aceitadoras
Semicondutores são os materiais que são condutores entre um isolante que são não condutores e metais que são condutores. Doadores e aceitadores são dopantes que formam regiões condutoras em semicondutores. A dopagem de doador e aceitador são processos que aumentam a condutividade elétrica do semicondutor. A principal diferença entre as impurezas doadoras e aceitadoras é que os elementos do grupo III da tabela periódica agem como impurezas doadoras, enquanto os elementos do grupo V agem como impurezas receptoras.
