Anonimo
Anonimo ha chiesto in Matematica e scienzeIngegneria · 9 anni fa

i semiconduttori?? aiutoooooooo?

ciaoo a tutti volevo sapere in particolare dei semicoduttori: gli elementi utilizzati come impurità "droganti" x realizzare semiconduttori di tipo positivo e negativo grazie 10 pt al migliore voglio sapere sl questo ke ho scritto grx in anticipo =)

1 risposta

Classificazione
  • ARLES
    Lv 4
    9 anni fa
    Risposta preferita

    Fosforo e arsenico tipo N. Alluminio tipo P.

    Vediamo la struttura del semiconduttore più comune, il silicio. Esso è tetravalente, ovvero ha nell’orbita più esterna 4 elettroni, che formano con gli atomi adiacenti il classico legame covalente (condivisione di elettroni fra atomi vicini). Il silicio ha 14 elettroni che compensano la carica elettrica dei suoi 14 protoni presenti nel nucleo: è quindi elettricamente neutro. E questo vale per tutti i materiali (conduttori e semiconduttori): essi sono elettricamente neutri , ossia le cariche negative (elettroni) sono in egual numero di quelle positive (protoni). Per aumentare la conduttività, in un semiconduttore vengono aggiunte certe impurità (drogaggio). In questo caso si verificano due diverse situazioni: se le impurità aggiungono elettroni di conduzione sono denominate donatori, se invece aumentano il numero di lacune sono denominate accettori. Vediamo ora in concreto come funziona, per esempio, il drogaggio del silicio. Il drogaggio si effettua immettendo, come abbiamo visto, materiale “drogante” nel semiconduttore. Drogando il silicio con atomi di arsenico, che contiene 5 elettroni liberi nell'orbita di valenza ovvero è pentavalente, otterremo che il semiconduttore “libererà” nella struttura cristallina 1 elettrone per ogni atomo di arsenico immesso. Perché ciò? Dal momento che il silicio tende a formare un reticolo cristallino tramite il legame covalente visto prima, all'atomo di arsenico si legheranno 4 atomi di silicio. Ma l'arsenico ha 5 elettroni da donare, perciò, sulle orbite di valenza, rimarrà un elettrone “libero”, che viene a trovarsi nella banda di conduzione. In tal modo nella struttura cristallina rimane questo elettrone libero, pur rimanendo l'intera struttura sempre neutra (infatti l'elettrone libero proviene da un atomo di arsenico che era neutro, ovvero dotato di ugual numero di cariche positive e negative). Il semiconduttore così trattato si dice di tipo N (fosforo e arsenico). Effettuando invece un drogaggio con materiale trivalente (alluminio) che contiene 3 elettroni liberi nella banda di valenza otterremo questa volta di creare una lacuna nel legame con i 4 atomi di silicio posti nelle immediate vicinanze dell'atomo di alluminio. L'alluminio 'cede' i sui tre elettroni al legame covalente lasciando, però, un legame libero. Tale lacuna può essere riempita con un elettrone proveniente da un atomo vicino; ciò, però, farà mancare il legame agli atomi con i quali è legato. In questo modo si può dire che la lacuna si “sposta” nella struttura cristallina (in realtà sono sempre gli elettroni a spostarsi, passando da una lacuna all’altra, ma il fenomeno è equivalente ad uno spostamento della lacune in verso opposto a quello degli elettroni). Anche in questo caso il materiale rimane neutro essendo il drogante (alluminio) neutro. Il semiconduttore così trattato si dice di tipo P.

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