Quali sono i diversi tipi di semiconduttori?

Esistono due tipi base di semiconduttori; l'intrinseco e l'estrinseco. Il materiale comprendente un semiconduttore intrinseco è in uno stato generalmente puro. Il semiconduttore estrinseco può essere ulteriormente classificato come tipo n o tipo p. Questo è uno a cui sono state aggiunte impurità per produrre uno stato desiderato. I semiconduttori di tipo N e di tipo p sono semiconduttori estrinseci ai quali sono state aggiunte diverse impurità e, di conseguenza, hanno proprietà conduttive diverse.

Un semiconduttore è di solito un solido cristallino in cui la conduttività dovuta al flusso di elettroni è tra quella di un metallo e un isolante. I semiconduttori intrinseci sono materiali con impurità minima o nulla, il silicio è il più utilizzato. La struttura reticolare atomica dei cristalli di silicio è costituita da perfetti legami covalenti, il che significa che ci sono pochi elettroni liberi per muoversi. Il cristallo è quasi un isolante. Quando le temperature salgono sopra lo zero assoluto, aumenta la probabilità di indurre il flusso di elettroni nel materiale.

Questo effetto può essere notevolmente aumentato introducendo impurità nella struttura reticolare che rendono disponibile un numero maggiore di elettroni liberi. Il processo di aggiunta di alcune impurità ai semiconduttori viene definito doping. L'impurità aggiunta è definita drogante. La quantità di drogante aggiunta a un semiconduttore intrinseco modifica proporzionalmente il suo livello di conducibilità. I semiconduttori estrinseci sono i prodotti del processo di doping.

I dopanti sono definiti come accettori o donatori e cambiano le concentrazioni dei portatori di carica di un semiconduttore. Esistono due tipi di portatori di carica nei semiconduttori; un elettrone libero e il buco in cui si trovava l'elettrone nella banda di valenza di un atomo. L'elettrone è un vettore di carica negativa e il foro è considerato un vettore di carica positiva della stessa grandezza. I droganti donatori hanno più elettroni in banda di valenza rispetto al materiale che sostituiscono, consentendo più elettroni liberi. I droganti accettori hanno meno elettroni in banda di valenza rispetto al materiale che sostituiscono, creando più buchi.

I semiconduttori di tipo N sono semiconduttori estrinseci in cui sono stati utilizzati droganti donatori. Un aumento dei risultati negativi dei portatori di carica elettronica. I portatori di carica negativa sono chiamati il ​​vettore di maggioranza nel tipo n, mentre i portatori di carica positiva sono chiamati minoranza.

I semiconduttori di tipo P sono il risultato dell'uso di droganti accettori. Come legami covalenti della riforma reticolare, vengono lasciati buchi nelle bande di valenza del materiale circostante. L'aumento dei fori aumenta la concentrazione di portatori di carica positivi. Il vettore di maggioranza per il tipo p sarebbe positivo e la minoranza negativa.

Tramite il doping, i semiconduttori possono essere prodotti con proprietà conduttive diverse e complementari. Un'importante applicazione di ciò è la giunzione pn, in cui i semiconduttori di tipo p e n sono portati a stretto contatto. Un effetto della giunzione è quello di consentire ai fori e agli elettroni di combinarsi, producendo luce. Questo è un diodo a emissione di luce (LED). La giunzione pn costituisce anche un diodo in cui l'elettricità può fluire in una direzione attraverso la giunzione ma non nell'altra, un requisito per l'elettronica digitale.