Dopatge (semiconductors): diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
m Robot posa descripció a la imatge P-doped Si.svg a partir del peu de foto |
mCap resum de modificació |
||
Línia 1:
{{
En la producció de [[semiconductor]]
▲En la producció de [[semiconductor]] s, s'anomena ''' dopatge ''' al procés intencional d'agregar impureses en un semiconductor extremadament pur (també referit com '' intrínsec '') per tal de canviar les seves propietats elèctriques. Les impureses utilitzades depenen del tipus de semiconductors a dopar. Als semiconductors amb dopatges lleugers i moderats els hi coneix com extrínsecs. Un semiconductor altament dopat, que actua més com un [[Conductor elèctric|conductor]] que com un semiconductor, és anomenat '' degenerat ''.
El nombre d'àtoms dopants necessitats per crear una diferència en les capacitats conductores d'un semiconductor és molt petita. Quan s'agreguen un petit nombre d'àtoms dopants (en l'ordre d'1 cada 100.000.000 de àtoms) llavors es diu que el dopatge és baix o lleuger. Quan s'agreguen molts més àtoms (en l'ordre d'1 cada 10.000 àtoms) llavors es diu que el dopatge és alt o pesat. Aquest dopatge pesat es representa amb la nomenclatura N+per a material de tipus N, o P+per a material de tipus P.
Linha 7 ⟶ 6:
== Elements dopants ==
=== Semiconductors de [[Taula periòdica dels elements #Grups|Grup IV]] ===
Per als semiconductors del [[Taula periòdica dels elements
== Tipus de materials dopants ==
=== Tipus N ===
Es diu material tipus N al que posseeix àtoms d'impureses que permeten l'aparició de [[electró|electrons]] sense buits associats als mateixos.
Els àtoms d'aquest tipus es diuen
D'aquesta manera, no s'ha desbalanceado la neutralitat elèctrica, ja que l'àtom introduït al semiconductor és neutre, però posseeix un electró no lligat, a diferència dels àtoms que conformen l'estructura original, de manera que l'energia necessària per separar l'àtom serà menor que la necessitada per trencar una lligadura en el cristall de [[silici]] (o del semiconductor original).
Finalment, existiran més electrons que buits, de manera que els primers seran els portadors majoritaris i els últims els minoritaris. La quantitat de portadors majoritaris serà funció directa de la quantitat d'àtoms d'impureses introduïts.
Linha 18 ⟶ 17:
El següent és un exemple de dopatge de Silici pel Fòsfor (dopatge N). En el cas del Fòsfor, es dona un electró.
▲|Align = "center"|[[Fitxer:N-doped Si.svg|300px|Dopatge de tipus N]]
=== Tipus P ===
Es diu així al material que té àtoms d'impureses que permeten la formació de buits sense que apareguin electrons associats als mateixos, com passa en trencar un lligam.
Els àtoms d'aquest tipus es diuen
Novament, l'àtom introduït és neutre, pel que no modificarà la neutralitat elèctrica del cristall, però com que només té tres electrons en la seva última capa de [[València atòmica|valència]], apareixerà una lligadura trencada, que tendirà a prendre electrons dels àtoms propers, generant finalment més buits que electrons, de manera que els primers seran els portadors majoritaris i els segons els minoritaris. Igual que en el material tipus N, la quantitat de portadors majoritaris serà funció directa de la quantitat d'àtoms d'impureses introduïts.
El següent és un exemple de dopatge de Silici pel Bor (P dopatge). En el cas del bor li falta un electró i, per tant, és donat un [[buit d'electró]].
▲|Align = "center"|[[Fitxer:P-doped Si.svg|300px|Dopatge de tipus P]]
== Dopatge en conductors orgànics ==
{{AP|Polímer conductor}}
Els
Hi ha dues formes principals de dopar un polímer conductor, ambdues mitjançant un procés de [[reducció-oxidació]]. En el primer mètode, dopat químic, s'exposa un polímer, com la [[melanina]] (típicament una pel·lícula prima), a un oxidant (típicament [[iode]] o [[brom]])
▲Els [[Polímer conductor|polímers conductors]] poden ser dopats en agregar reactius químics que s'oxidin (o algunes vegades redueixin) el sistema, per cedir electrons a les òrbites conductores dins d'un sistema potencialment conductor.
▲Hi ha dues formes principals de dopar un polímer conductor, ambdues mitjançant un procés de [[reducció-oxidació]]. En el primer mètode, dopat químic, s'exposa un polímer, com la [[melanina]] (típicament una pel·lícula prima), a un oxidant (típicament [[iode]] o [[brom]]) oa un agent reductor (típicament s'utilitzen [[metall alcalí|metalls alcalins]], encara que aquesta exposició és bastant menys comú). El segon mètode és el dopatge electroquímic, en la qual un elèctrode de treball, revestit amb un polímer, és suspès en una solució electrolítica, en la qual el polímer és [[insoluble]], al costat del elèctrode oposat, separats tots dos. Es crea una diferència de potencial elèctric entre els elèctrodes, la qual fa que una càrrega (i el seu corresponent [[ió]] de l'electròlit) entrin en el polímer en la forma d'electrons agregats (dopatge tipus N) o surtin del polímer (dopatge tipus P), segons la polarització utilitzada.
La raó per la qual el dopatge tipus N és molt menys comú és que l'atmosfera de la terra, la qual és rica en [[oxigen]], crea un ambient oxidant. Un polímer tipus N ric en electrons reaccionaria immediatament amb l'oxigen ambiental i es desdoparía (o reoxidaría) novament el polímer, tornant al seu estat natural.
== Història ==
El dopatge va ser desenvolupat originalment per [[John Robert Woodyard]] mentre treballava per a la [[Sperry Gyroscope Company]] durant la [[Segona Guerra Mundial]]. <ref> Patent US No.2, 530,110, emplenada, 1944, atorgada 1950 </ref> La demanda del seu treball sobre el [[radar]] durant la guerra no li va permetre desenvolupar més profundament la investigació sobre el dopatge, però durant la postguerra es va generar una gran demanda iniciada per la companyia [[Sperry Rand]], en conèixer la seva important aplicació en la fabricació de
== Referències
<references />
== Vegeu també ==
* [[Transistor d'unió bipolar]]
* [[
* [[Díode]]
[[Categoria:
[[af:Dotering]]
| |||