Electrónica: Semicondutores doping

Diodos transistores e são feitas de semicondutores tais como silício e germânio. semicondutores puros não vai conduzir corrente elétrica, mas se você narcótico um semicondutor através da adição de certos tipos de impurezas, conhecida como dopantes, você alterar as características elétricas do semicondutor, e isso irá conduzir quando uma voltagem é aplicada a ele em apenas o caminho certo.

Os átomos de um semicondutor puro, como o silício, são mantidas juntas por ligações covalentes fortes em uma estrutura cristalina tridimensional. Cada átomo de silício compartilha seus elétrons de valência 8 (exteriores) com os átomos vizinhos. Dopando um material semicondutor puro, você perturbar as suas obrigações e portadores de carga livres up.

Dopantes não são dopes- eles tentam disfarçar-se como um dos átomos do cristal, na tentativa de se relacionar com os outros átomos, mas eles são apenas diferentes suficiente para agitar um pouco as coisas. Por exemplo, um átomo de arsénio tem um electrão exterior mais do que um átomo de silício. Quando você adicionar uma pequena quantidade de arsênico a um grupo de átomos de silício, cada arsênio músculos átomo seu caminho, a ligação com os átomos de silício, mas deixando seu elétron extra à deriva em torno através do cristal. Mesmo que o material dopado é eletricamente neutro, que agora contém um monte de elétrons livres vagando sem rumo - o que torna muito mais condutora. Dopando o silício, de alterar as suas propriedades eléctricas: Sempre que o dopante é adicionado, o silicone torna-se mais condutora.

Outra forma de dopar semicondutores é a utilização de materiais tais como o boro, em que cada átomo tem um menos valência de electrões do que um átomo de silício. Para cada átomo de boro você adicionar a um cristal de silício, você tem o que é conhecido como um buraco na estrutura cristalina onde um electrão exterior deve ser. Onde quer que haja um buraco na estrutura, a ligação que mantém os átomos juntos é tão forte, ele vai roubar um elétron de outro átomo para preencher o buraco, deixando um buraco em outro lugar, que, em seguida, é preenchido por um outro elétron, e assim por diante.

Você pode pensar este processo como o buraco se movendo dentro do cristal. (Bem, os elétrons estão se movendo, mas parece que a posição do buraco continua se movendo.) Porque cada buraco representa um electrão em falta, o movimento de buracos tem o mesmo efeito que um fluxo de cargas positivas.

Impurezas que liberar elétrons (cargas negativas) para percorrer um semicondutor são chamados dopantes doadores, e o semicondutor dopado é conhecido como um N semicondutor do tipo. O arsénio é um contaminante doador típico.

Impurezas (tais como o boro) que liberar buracos (como cargas positivas) para se mover através de um semicondutor são chamados dopantes aceitadores, e o semicondutor dopado é conhecido como um Semicondutor do tipo P. O boro é um típico dopante aceitador.

Se você aplicar uma fonte de tensão através de qualquer um N-tipo ou de um semicondutor do tipo P, o semicondutor dopado age como um condutor e permite que a corrente flua. Mas se você combinar um tipo N e tipo P de semicondutores, a corrente irá fluir em uma única direção através da junção-pn - e somente sob certas condições de tensão. Ao criar diferentes combinações de P-tipos e N-tipos, você criar diferentes tipos de diodos e transistores.