Diferencia entre las impurezas de donantes y aceptores
La diferencia clave entre las impurezas de donantes y de aceptores es que los elementos en el grupo V de la tabla periódica generalmente actúan como impurezas de donantes, mientras que los elementos en el Grupo III generalmente actúan como impurezas aceptadoras.
El dopaje es el proceso que agrega impurezas a un semiconductor. El dopaje es importante para aumentar la conductividad del semiconductor. Hay dos formas principales de dopaje, y son dopaje de donantes y dopaje de aceptores. El dopaje del donante agrega impurezas al donante, mientras que el dopaje del aceptador agrega impurezas al aceptador.
CONTENIDO
1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Cuáles son las impurezas de los donantes?
3. ¿Cuáles son las impurezas de aceptores?
4. Comparación de lado a lado: impurezas de donante vs aceptores en forma tabular
5. Resumen
¿Cuáles son las impurezas de los donantes??
Las impurezas de los donantes son los elementos agregados a un donante para aumentar la conductividad eléctrica de ese donante. Los elementos en el grupo V de la tabla periódica son las impurezas de donantes comunes. Un donante es un átomo o grupo de átomos que puede formar regiones de tipo N cuando se agrega a un semiconductor. Un ejemplo común es un silicio (Si).
Figura 1: Presencia de un donante en una red de silicona
Los elementos del Grupo V que a menudo sirven como impurezas de donantes incluyen arsénico (AS), fósforo (P), bismuto (BI) y antimonio (SB). Estos elementos tienen cinco electrones en su caparazón de electrones más externo (hay cinco electrones de valencia). Cuando se agregó uno de estos átomos a un donante como el silicio, la impureza reemplaza el átomo de silicio, formando cuatro enlaces covalentes. Pero, ahora hay un electrón libre ya que había cinco electrones de valencia. Por lo tanto, este electrón permanece como un electrón libre, lo que aumenta la conductividad del semiconductor. Además, el número de átomos de impureza determina el número de electrones libres presentes en el donante.
¿Cuáles son las impurezas de aceptores??
Las impurezas del aceptador son los elementos agregados a un aceptador para aumentar la conductividad eléctrica de ese aceptador. Los elementos en el Grupo III son comunes como impurezas de aceptores. Los elementos en el Grupo III incluyen aluminio (AL), Boron (B) y Gallium (GA). Un aceptador es un dopante que forma regiones de tipo P cuando se agrega a un semiconductor. Estos átomos tienen tres electrones de valencia en sus capas de electrones más exteriores.
Figura 2: Presencia de un aceptador en una red de silicio
Cuando se agrega uno de los átomos de impureza, como el aluminio a un aceptador, reemplaza los átomos de silicio en el semiconductor. Antes de esta adición, el átomo de silicio tiene cuatro enlaces covalentes a su alrededor. Cuando el aluminio toma la posición de silicio, el átomo de aluminio forma solo tres enlaces covalentes, lo que a su vez, da como resultado un enlace covalente faltante. Esto crea un punto vacante o un agujero. Sin embargo, estos agujeros son útiles para realizar electricidad. Cuando aumenta el número de átomos de impureza, el número de agujeros presentes en el semiconductor también aumenta. Esta adición, a su vez, aumenta la conductividad. Después de la finalización del proceso de dopaje, el semiconductor se convierte en un semiconductor extrínseco.
¿Cuál es la diferencia entre las impurezas del donante y el aceptador??
Donante vs impurezas de aceptores | |
| Impurezas de donantes ¿Se agregan los elementos a un donante para aumentar la conductividad eléctrica de ese donante?. | Impurezas de aceptores ¿Se agregan los elementos a un aceptador para aumentar la conductividad eléctrica de ese aceptador. |
| Impurezas comunes | |
| Elementos del Grupo V | Elementos del Grupo III |
| Ejemplos de impurezas | |
| Arsénico (AS), fósforo (P), bismuto (BI) y antimonio (SB). | Aluminio (Al), Boron (B) y Gallium (GA) |
| Proceso | |
| Aumentar los electrones libres en el semiconductor. | Aumentar los agujeros presentes en el semiconductor. |
| Electrones de valencia | |
| Los átomos tienen cinco electrones de valencia. | Los átomos tienen tres electrones de valencia. |
| Unión covalente | |
| Forma cuatro enlaces covalentes dentro del semiconductor, dejando el quinto electrón como un electrón libre. | Forma tres enlaces covalentes dentro del semiconductor, dejando un agujero donde falta un enlace covalente. |
Resumen -Donante vs impurezas de aceptores
Los semiconductores son los materiales que son conductores entre un aislante que no son conductores y metales que son conductores. Los donantes y los aceptores son dopantes que forman regiones conductivas en semiconductores. El dopaje del donante y el aceptador son procesos que aumentan la conductividad eléctrica del semiconductor. La diferencia clave entre las impurezas de donantes y de aceptores es que los elementos en el Grupo III de la tabla periódica actúan como impurezas de donantes, mientras que los elementos en el Grupo V actúan como impurezas aceptadoras.
Referencia:
1. "Diferencia entre las impurezas de donantes y aceptores en semiconductores."Física.com, 23 de diciembre. 2017, disponible aquí.
2. Impurezas de donantes y aceptores en semiconductores. Disponible aquí.
3. "Aceptor (semiconductores)."Wikipedia, Fundación Wikimedia, 3 mar. 2018, disponible aquí.
4. "Donante (semiconductores)."Wikipedia, Fundación Wikimedia, 17 de febrero. 2018, disponible aquí.
Imagen de cortesía:
1. "Aceptor en SI Lattice" de Karolkalna en la Wikipedia inglesa, (CC By-Sa 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Donante en SI Lattice" de Karolkalna en la Wikipedia inglesa (CC By-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
