La diferencia clave entre las impurezas donadoras y aceptoras es que los elementos del grupo V de la tabla periódica suelen actuar como impurezas donadoras, mientras que los elementos del grupo III suelen actuar como impurezas aceptoras.
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 el dopaje del donante y el dopaje del aceptor. El dopaje del donante agrega impurezas al donante, mientras que el dopaje del aceptor agrega impurezas al aceptor.
¿Qué son las impurezas de los donantes?
Las impurezas del donante son los elementos que se agregan a un donante para aumentar la conductividad eléctrica de ese donante. Los elementos del grupo V de la tabla periódica son las impurezas donantes comunes. Un donante es un átomo o grupo de átomos que pueden formar regiones de tipo n cuando se agregan a un semiconductor. Un ejemplo común es el silicio (Si).
Figura 1: Presencia de un donante en una red de silicona
Los elementos del grupo V que a menudo sirven como impurezas donantes incluyen arsénico (As), fósforo (P), bismuto (Bi) y antimonio (Sb). Estos elementos tienen cinco electrones en su capa electrónica más externa (hay cinco electrones de valencia). Cuando se agrega uno de estos átomos a un donante como el silicio, la impureza reemplaza al 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 se queda 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.
¿Qué son las impurezas del aceptor?
Las impurezas del aceptor son los elementos que se agregan a un aceptor para aumentar la conductividad eléctrica de ese aceptor. Los elementos del grupo III son comunes como impurezas aceptoras. Los elementos del grupo III incluyen aluminio (Al), boro (B) y galio (Ga). Un aceptor 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 electrónicas más externas.
Figura 2: Presencia de un aceptor en una red de silicio
Cuando se agrega uno de los átomos de impureza, como el aluminio, a un aceptor, 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 del silicio, el átomo de aluminio forma solo tres enlaces covalentes, lo que a su vez da como resultado un enlace covalente f altante. Esto crea un punto vacante o un agujero. Sin embargo, estos agujeros son útiles para conducir electricidad. Cuando aumenta el número de átomos de impureza agregados, también aumenta el número de agujeros presentes en el semiconductor. Esta adición, a su vez, aumenta la conductividad. Después de completar el proceso de dopaje, el semiconductor se convierte en un semiconductor extrínseco.
¿Cuál es la diferencia entre las impurezas del donante y del aceptor?
Impurezas del donante frente al aceptor |
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| Las impurezas de los donantes son los elementos que se agregan a un donante para aumentar la conductividad eléctrica de ese donante. | Las impurezas del aceptor son los elementos que se agregan a un aceptor para aumentar la conductividad eléctrica de ese aceptor. |
| Impurezas comunes | |
| Elementos del grupo V | Elementos del Grupo III |
| Ejemplos de impurezas | |
| Arsénico (As), fósforo (P), bismuto (Bi) y antimonio (Sb). | Aluminio (Al), boro (B) y galio (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. |
| Enlace covalente | |
| Forma cuatro enlaces covalentes dentro del semiconductor, dejando el quinto electrón como electrón libre. | Forma tres enlaces covalentes dentro del semiconductor, dejando un hueco donde f alta un enlace covalente. |
Resumen: impurezas del donante frente al aceptor
Los semiconductores son los materiales conductores entre un aislante que no es conductor y los metales que son conductores. Los donantes y aceptores son dopantes que forman regiones conductoras en semiconductores. El dopaje de donante y aceptor son procesos que aumentan la conductividad eléctrica del semiconductor. La diferencia clave entre las impurezas donantes y aceptoras es que los elementos del grupo III de la tabla periódica actúan como impurezas donantes, mientras que los elementos del grupo V actúan como impurezas aceptoras.
