En el mundo de la electrónica, los semiconductores desempeñan un papel fundamental. Sin embargo, a menudo nos encontramos con los términos «tipo N» y «tipo P» sin saber muy bien qué significan. ¿Te gustaría saber cuál es la diferencia entre estos dos tipos de semiconductores? En este artículo, exploraremos en detalle las características y propiedades de los semiconductores tipo N y tipo P, desvelando los misterios detrás de su funcionalidad. ¡Prepárate para sumergirte en el fascinante mundo de la electrónica y descubrir cómo funcionan estos componentes clave en la industria tecnológica!
La principal diferencia entre los semiconductores de tipo N y tipo P es que el semiconductor de tipo N tiene electrones libres, ya que la mayoría de los portadores de carga y los agujeros son una minoría. Por otro lado, el semiconductor de tipo P tiene agujeros ya que la mayoría de los portadores de carga y los electrones son una minoría.
Semiconductores Se definen como sustancias cuya conductividad se encuentra entre la de un aislante y la de un conductor. Dependiendo de si un semiconductor está dopado con impurezas o no, se clasifican en los siguientes dos tipos.
- Semiconductores intrínsecos
- Semiconductores extrínsecos
Además, según el número de electrones de valencia presentes en el átomo de impureza dopado, los semiconductores extrínsecos se subdividen en las siguientes dos categorías:
- Semiconductores tipo N
- Semiconductores tipo P
En este artículo, nos centraremos en las diferencias importantes entre los dos tipos de semiconductores extrínsecos, a saber: tipo n y semiconductores tipo p.
¿Qué es un semiconductor tipo N?
Semiconductores tipo N son una categoría de materiales semiconductores extrínsecos en los que una forma natural de semiconductor intrínseco como el silicio, con 4 electrones de valencia, se dopa con elementos pentavalentes como el arsénico (As), el bismuto (Bi), etc., que tienen cinco electrones de valencia.
Los cuatro electrones de valencia del silicio tetravalente forman un fuerte enlace covalente con los cuatro de los cinco electrones de valencia de la impureza del átomo pentavalente, lo que da como resultado la liberación de un electrón libre por cada átomo de impureza dopado con el semiconductor intrínseco puro. Estos electrones libres dan como resultado que el semiconductor sea rico en electrones de libre movimiento cargados negativamente, responsables del aumento de la conductividad del material semiconductor.
Además, un aumento de las temperaturas daría como resultado un aumento de la conductividad del material semiconductor de tipo n. Debido a la capacidad de los átomos de impurezas pentavalentes para generar o donar electrones libres, los semiconductores de tipo n también se conocen como ‘átomos de impureza del donante.
¿Qué es un semiconductor tipo P?
Semiconductores tipo P también son un tipo de material semiconductor extrínseco en el que una forma natural pura de semiconductores intrínsecos como el germanio o el silicio (que tiene 4 electrones de valencia) se mezcla con elementos trivalentes como el aluminio (Al) que tiene tres electrones de valencia.
Los cuatro electrones de valencia del germanio tetravalente forman un fuerte enlace covalente con tres de los tres electrones de valencia del aluminio, lo que da como resultado la formación de un hueco. Estos agujeros libres dan como resultado que el semiconductor sea rico en agujeros de movimiento libre con carga positiva, que son responsables del aumento de la conductividad del material semiconductor.
Además, un aumento de las temperaturas daría como resultado un aumento de la conductividad del material semiconductor de tipo p. Debido a la capacidad de los átomos de impurezas pentavalentes para generar o donar electrones libres, los semiconductores de tipo n también se conocen como ‘átomos de impurezas aceptoras.
Diferencia entre semiconductor tipo N y tipo P
Las siguientes son las diferencias importantes entre los semiconductores tipo N y tipo P:
| Parámetro | Semiconductor tipo N | Semiconductor tipo P |
| Descripción | Un semiconductor de tipo N es un tipo de semiconductor extrínseco en el que un semiconductor intrínseco tetravalente está dopado con átomos de impurezas pentavalentes para generar electrones de movimiento libre. | Un semiconductor de tipo P es un tipo de semiconductor extrínseco en el que un semiconductor intrínseco tetravalente se dopa con átomos de impurezas trivalentes para generar agujeros de movimiento libre. |
| Tipo de átomo de impureza | Los átomos de impurezas pentavalentes que se dopan para formar semiconductores de tipo n son: aluminio, galio, indio, etc. | Los átomos de impurezas trivalentes que se dopan para formar semiconductores de tipo p son: fósforo, arsénico, bismuto, etc. |
| Electrones libres o huecos | Los semiconductores de tipo N generan electrones de valencia libres. | Los semiconductores de tipo P generan huecos de valencia libres. |
| nombre alternativo | El otro nombre para los semiconductores de tipo n se conoce como átomos de impurezas donantes. | El otro nombre para los semiconductores de tipo p se conoce como átomos de impurezas aceptoras. |
| Operadores mayoritarios | La densidad electrónica es mayor en el caso de los semiconductores de tipo n. | La densidad de agujeros es mayor en el caso de los semiconductores de tipo p. |
| Portadores minoritarios | Los agujeros son menores en número y densidad en los semiconductores de tipo n. | Los electrones son menores en número y densidad en los semiconductores de tipo n. |
| Densidad de huecos y electrones. | La densidad de electrones es mayor en el caso de un semiconductor de tipo n. | La densidad de agujeros es mayor en el caso de un semiconductor de tipo n. |
| Efecto de la temperatura | Los semiconductores de tipo n tienen una mayor conductividad a temperaturas más altas, debido al hecho de que la liberación o donación de electrones de los enlaces covalentes se vuelve más fácil a temperaturas más altas. | Los semiconductores de tipo p tienen una mayor conductividad a temperaturas más altas, debido al hecho de que la liberación de electrones para formar agujeros a partir de enlaces covalentes se vuelve más fácil a temperaturas más altas. |
| Vecindad de las bandas de energía | El nivel de energía del donante está más cerca de la banda de conducción en el caso de un semiconductor de tipo n. | El nivel de energía del aceptor está más cerca de la banda de valencia en el caso de un semiconductor de tipo p. |
| nivel de Fermi | El nivel de Fermi se encuentra entre la banda de conducción y el nivel de energía del donante en el caso de los semiconductores de tipo n. | El nivel de Fermi se encuentra entre la banda de valencia y el nivel de energía del aceptor en el caso de los semiconductores de tipo p. |
| Conductividad eléctrica | La conductividad eléctrica es posible debido a la liberación de abundantes electrones libres por parte de los átomos de impureza dopados con pentavalente. | La conductividad eléctrica es posible debido a la formación de abundantes huecos libres por parte de los átomos de impureza dopados trivalentes. |
Conclusión
En conclusión, este artículo destaca las diferencias más destacadas entre los dos tipos de semiconductores extrínsecos, a saber: semiconductores tipo N y tipo P. La principal diferencia entre ellos es que los semiconductores de tipo n están dopados con átomos de impurezas donantes pentavalentes, que tienen un electrón adicional disponible en su banda de valencia, lo que permite la liberación de abundantes electrones libres y aumenta la conductividad. Por otro lado, los semiconductores de tipo p están dopados con átomos de impurezas aceptoras trivalentes, que son deficientes en un electrón, lo que da como resultado la generación abundante de huecos, lo que conduce a una mayor conductividad, que puede aumentar aún más con el aumento de la temperatura.
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