Diferença entre semicondutores intrínsecos e extrínsecos

Semicondutor intrínseco vs extrínseco

É notável que a eletrônica moderna seja baseada em um tipo de material, semicondutores. Semicondutores são materiais com condutividade intermediária entre condutores e isoladores. Os materiais semicondutores foram utilizados na eletrônica mesmo antes da invenção do diodo e transistor semicondutores na década de 1940, mas depois disso os semicondutores encontraram uma vasta aplicação no campo da eletrônica. Em 1958, a invenção do circuito integrado por instrumentos de Jack Kilby, do Texas, elevou o uso de semicondutores no campo da eletrônica a um nível sem precedentes.

Naturalmente, os semicondutores têm sua propriedade de condutividade devido a portadores de carga gratuitos. Esse semicondutor, um material que mostra naturalmente as propriedades do semicondutor, é conhecido como semicondutor intrínseco. Para o desenvolvimento de componentes eletrônicos avançados, os semicondutores foram aprimorados para obter um desempenho maior com a adição de materiais ou elementos, o que aumenta o número de portadores de carga no material semicondutor. Esse semicondutor é conhecido como semicondutor extrínseco.

Mais sobre semicondutores intrínsecos

A condutividade de qualquer material é devida aos elétrons liberados na banda de condução pela agitação térmica. No caso de semicondutores intrínsecos, o número de elétrons liberados é relativamente menor que nos metais, mas maior que nos isoladores. Isso permite uma condutividade muito limitada da corrente através do material. Quando a temperatura do material é aumentada, mais elétrons entram na banda de condução e, portanto, a condutividade do semicondutor também aumenta. Existem dois tipos de portadores de carga em um semicondutor, os elétrons liberados na banda de valência e os orbitais vazios, mais comumente conhecidos como orifícios. O número de buracos e elétrons em um semicondutor intrínseco é igual. Buracos e elétrons contribuem para o fluxo de corrente. Quando uma diferença de potencial é aplicada, os elétrons se movem em direção ao maior potencial e os orifícios se movem em direção ao menor potencial.

Existem muitos materiais que atuam como semicondutores, e alguns são elementos e outros são compostos. O silício e o germânio são elementos com propriedades semicondutoras, enquanto o arseneto de gálio é um composto. Geralmente elementos do grupo IV e compostos dos elementos dos grupos III e V, como arseneto de gálio, fosfeto de alumínio e nitreto de gálio, mostram propriedades intrínsecas de semicondutores.

Mais sobre semicondutores extrínsecos

Ao adicionar diferentes elementos, as propriedades do semicondutor podem ser refinadas para conduzir mais corrente. O processo de adição é conhecido como doping, enquanto o material adicionado é conhecido como impurezas. As impurezas aumentam o número de portadores de carga no material, permitindo melhor condutividade. Com base na transportadora fornecida, as impurezas são classificadas como aceitadoras e doadoras. Doadores são materiais que possuem elétrons livres dentro da rede e aceitadores são materiais que deixam orifícios na rede. Para os semicondutores do grupo IV, os elementos do grupo III, boro e alumínio, atuam como aceitadores, enquanto os elementos do grupo V, fósforo e arsênico, atuam como doadores. Para os semicondutores compostos do grupo II-V, o selênio e o telúrio atuam como doadores, enquanto o berílio, o zinco e o cádmio atuam como aceitadores.

Se um número de átomos aceitadores for adicionado como impureza, o número de orifícios aumentará e o material terá excesso de portadores de carga positiva do que antes. Portanto, o semicondutor dopado com impureza aceitadora é chamado de semicondutor do tipo positivo ou do tipo P. Da mesma maneira, um semicondutor dopado com impureza doadora, que deixa o material em excesso de elétrons, é chamado de semicondutor do tipo Negativo ou N-Tipo.

Os semicondutores são usados ​​para fabricar diferentes tipos de diodos, transistores e componentes relacionados. Lasers, células fotovoltaicas (células solares) e fotodetectores também usam semicondutores.

Qual é a diferença entre semicondutores intrínsecos e extrínsecos?

• Semicondutores que não são dopados são conhecidos como semicondutores intrínsecos, enquanto um material semicondutor dopado com impurezas é conhecido como semicondutor extrínseco.

• O número de portadores de carga positiva (orifícios) e os portadores de carga negativa são iguais em semicondutores intrínsecos, enquanto, adicionando impurezas, o número de portadores de carga é alterado; portanto desigual em semicondutores extrínsecos.

• Semicondutores intrínsecos têm condutividade relativamente menor do que os semicondutores extrínsecos.