Semicondutores extrínsecos: tipos e comportamento

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Parte II 
Semicondutores extrínsecos 
 Semicondutor tipo-n: os portadores majoritários 
são negativos 
 Condutividade extrinseca: proveniente da adição 
de impurezas (dopantes) a partir do processo de 
dopagem 
 Semicondutor tipo-p: os portadores majoritário 
são positivos 
4 e- Imp. aceitadora 
(3 e-) 
Imp. doadora 
(5 e-) 
 Exemplos: 
 Ex.: Impureza de As no cristal de Ge 
Semicondutor tipo-n 
 Os níveis de energia dos doadores ficam 
imediatamente abaixo da parte inferior da BC (Ec). 
Elétron excitado 
BC 
 
 BV 
 
 Ex.: Impureza de Ga no cristal de Ge 
Semicondutor tipo-p 
 Os níveis de energia dos aceitadores ficam 
imediatamente acima do topo da BV (Ev). 
elétron excitado 
BC 
 
 BV 
 
 Energias de ionização de 
doadores a aceitadores 
Temperatura e os semicondutores tipo-n 
kTEE dge /)(0
−−=σσ
BV 
BC 
dE
Temperatura e os semicondutores tipo-p 
kTEae /0
−=σσ
BV 
BC 
aE
k
Ea−
Temperatura, comportamento extrínseco, intrínseco 
e o intervalo de exaustão 
 Baixas temperaturas : domínio 
do comportamento extrínseco; 
 
 Altas temperaturas: domínio 
do comportamento intrínseco; 
 
 Int. de exaustão: transição 
A 
Ponto A: todos os elétrons extrínsecos já 
foram promovidos para a BC. 
Ponto B: elétrons instrínsecos são 
promovidos para a BC com o aumento da 
temperatura. 
B 
Tipo -n 
 Comportamento semelhante para semicondutores tipo-p 
Como saber se um semicondutor é 
tipo-n ou tipo-p já que o 
comportamento da condutividade 
de ambos é semelhante? 
Efeito Hall 
- 
BvqF

×=
v 
F 
q 
Campo magnético (B) 
+ 
- 
Tipo-n 
RH: coeficiente Hall 
 VH>0 para semicondutor tipo-n 
 
VH < 0 para semicondutor tipo-p 
t
iBRV HH =
Potencial Hall 
Exemplo de Problema 
 Em um silício (tipo-n) dopado com fósforo, o nível 
de Fermi é deslocado para cima em 0,1 eV. Qual é a 
probabilidade de um elétron ser promovido 
termicamente para a BC (Eg = 1,107 eV) à temperatura 
250C? 
1
1)( /)( +
= − kTEE Fe
Ef
81020,2)( −= xEf
 Para o silício intrínseco: 101039,4)( −= xEf
CKT 0135408 ==
 Para um semicondutor de germânio dopado com 
fósforo o limite superior de temperatura do 
comportamento extrínseco é 1000C. A condutividade 
extrínseca nesse ponte é 60 Ω-1 m-1. Calcule a 
temperatura superior para o intervalo de exaustão. 
-11m 04,2 −Ω=GeσAula passada (T=300 K): 
kTEge 2/0
−=σσ -1150 m 1011,7 −Ω= xσ
kTEge 2/0
−=σσ
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	Semicondutores extrínsecos
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	Como saber se um semicondutor é tipo-n ou tipo-p já que o comportamento da condutividade de ambos é semelhante?
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