O que são semicondutores extrínsecos?

Os semicondutores extrínsecos são materiais parcialmente condutores e parcialmente isolantes que foram quimicamente alterados para suportar uma carga elétrica não neutra. Eles são os blocos de construção de dispositivos semicondutores. A produção de semicondutores extrínsecos segue uma produção bem-sucedida de semicondutores intrínsecos e sua transformação em semicondutores do tipo positivo (P) ou negativo (N).

Quando o dióxido de silício sofre remoção de átomos de oxigênio, é possível a extração de silício puro. Este silício puro, enquanto na forma líquida, reage facilmente com o oxigênio para reverter para uma variação da areia comum. Ao usar um ambiente de produção especial, como no vácuo ou em um gás que não reage, o material de silicone tem uma chance de ter alta pureza. Quaisquer traços indesejáveis ​​de outros elementos e compostos também são separados para obter silício puro. O silício derrete a cerca de 1.477 ° C (2.577 ° F), portanto, equipamentos e tecnologias especiais são necessários para a produção de semicondutores extrínsecos.

O silício puro, por si só, precisa ser dopado para que não permaneça permanentemente como um semicondutor intrínseco. O doping envolve a introdução de impurezas controladas adicionais no semicondutor intrínseco enquanto estiver na forma líquida. Na indústria eletrônica, o silício puro que funciona como um semicondutor intrínseco precisa ser convertido em um semicondutor extrínseco para ser usado. Se solidificou como intrínseco, ele precisa ser fundido novamente para criar um semicondutor extrínseco. Uma vez que o semicondutor intrínseco está na forma líquida, a criação de um semicondutor do tipo P ou do tipo N é a próxima escolha e com os elementos dopantes certos ou a escolha correta das impurezas controladas, o semicondutor intrínseco se torna um semicondutor extrínseco ou um semicondutor dopado.

Os semicondutores extrínsecos são do tipo N ou P, dependendo do dopante usado. Um dopante, como o boro, pode ter três elétrons na camada externa do átomo, ou valência, para produzir um semicondutor do tipo P. Aqueles com cinco elétrons de valência, como fósforo, são usados ​​como dopantes para produzir um semicondutor do tipo N. A adição de boro ao silício puro derretido em um ambiente que não reage faz dele um semicondutor do tipo P ou um aceitador de elétrons, enquanto dopar silício intrínseco com fósforo cria um semicondutor do tipo N ou um doador de elétrons. Um átomo de boro para até 10 milhões de átomos de silício é a proporção típica da quantidade de impureza em um semicondutor intrínseco.

Uma planta de semicondutores fornece componentes com várias combinações de semicondutores extrínsecos. O diodo de dois terminais possui uma única junção PN ou um semicondutor do tipo P e do tipo N. Os chips de integração de larga escala possuem milhares de junções de semicondutores do tipo P e N.