Como é construído um material semicondutor do tipo
e tipo
?
que é a camada de depleção?
Passo 1
Vamos lá! A questão pede para explicar como são construídos materiais semicondutores do tipo
e tipo
, e também o que é a camada de depleção. Isso envolve entender como dopamos um semicondutor e como isso afeta suas propriedades elétricas. Vamos precisar saber sobre semicondutores puros, dopagem com impurezas doadoras e aceitadoras, e sobre a formação de junções PN.
Passo 2
Primeiro, um semicondutor puro, como o silício (Si), tem uma estrutura cristalina onde cada átomo de silício compartilha elétrons com seus vizinhos. Esse compartilhamento permite que os elétrons se movam facilmente, mas em seu estado puro, o semicondutor tem mobilidade controlada.
Passo 3
Para criar um semicondutor tipo
, adicionamos impurezas doadoras, como fósforo §, que têm cinco elétrons de valência. Esses elétrons extras não conseguem se ligar tão fortemente e ficam livres para conduzir eletricidade. Assim, o material ganha mais elétrons (cargas negativas), por isso é chamado de tipo
.
Passo 4
Já para criar um semicondutor tipo
, adicionamos impurezas aceitadoras, como boro (B), que têm três elétrons de valência. Isso cria “buracos” onde faltam elétrons, funcionando como cargas positivas. Esses buracos facilitam a condução elétrica pelo movimento dos mesmos, daí o nome tipo
.
Passo 5
Quando juntamos um semicondutor tipo
com um tipo
, formamos uma junção PN. Nessa interface, os elétrons do tipo
difundem para o tipo
e os buracos do tipo
difundem para o tipo
. Isso cria uma região onde os elétrons e buracos se recombinam, formando a camada de depleção.
Passo 6
A camada de depleção é uma área próxima à junção PN onde há uma escassez de portadores de carga livres (elétrons e buracos). Nessa região, criam-se campos elétricos internos devido aos íons positivos e negativos fixos, o que impede a movimentação adicional de elétrons e buracos, funcionando como uma barreira para a corrente elétrica.
Resposta
Um material semicondutor tipo
é construído dopando o semicondutor puro com impurezas doadoras que adicionam elétrons livres, enquanto um tipo
é feito com impurezas aceitadoras que criam buracos para a condução. A camada de depleção é a região na junção entre os materiais
e
onde há pouca ou nenhuma movimentação de portadores de carga devido aos campos elétricos internos formados pelos íons fixos.