PROCESSO DE DOPAGEM

Adição ao cristal intrínseco de pequena quantidade de impurezas, com propriedades adequadas, de forma a afetar o comportamento elétrico do semicondutor da maneira desejada. Existem dopantes doadores e receptores que produzem os semicondutores tipo P e tipo N.

Existem três elementos comuns na dopagem eletrônica são o Carbono, o Silício e o Germânio. Todos possuem quatro elétrons na última camada de valência, o que possibilita que formem cristais, já que compartilham seus elétrons com os átomos vizinhos, formando estruturas cristalinas.

O QUE É UMA CAMADA DE VALÊNCIA?

É a última camada do átomo ou o último nível de uma distribuição eletrônica. Normalmente os elétrons pertencentes à camada de valência são os que participam de alguma ligação química, pois são os mais externos. Na química, valência é um número que indica a capacidade que um átomo de um elemento tem de se combinar com outros átomos, capacidade essa que é medida pelo número de elétrons que um átomo pode doar, receber, ou compartilhar de forma a constituir uma ligação química.

VANTAGEM DO ELEMENTO SILÍCIO EM RELAÇÃO AO GERMÂNIO.

O Silício é um elemento químico com ponto de fusão em 1420˚C, tem várias vantagens sobre o Germânio como: Maior resistência a temperatura, baixa corrente de fuga, e maior tensão de corte 0,7 V. Desta maneira, os transistores feitos com silício podem operar com maior potência pois tem maior dissipação de calor.

O silício e o germânio possuem quatro elétrons em sua órbita mais externa. Isso permite que eles formem bons cristais. Os quatro elétrons formam ligações covalentes perfeitas com quatro átomos vizinhos criando um reticulado.

Em um reticulado de silício, todos os átomos do silício ligam-se perfeitamente a quatro vizinhos, não deixando nenhum elétron livre para conduzir a corrente elétrica. Isso torna um cristal de silício isolante, ao invés de condutor. Apesar de os cristais de silício terem a aparência metálica não são, de fato metálicos. Um cristal de silício puro é praticamente um isolante, muito pouca eletricidade passa por ele. É possível alterar o comportamento do silício e transformá-lo em um condutor dopando-o. Na dopagem mistura-se uma pequena quantidade de impurezas a um cristal de silício.

EXISTEM DOIS TIPOS DE IMPUREZAS:

TIPO N – Na dopagem tipo N, o fósforo ou arsênico é adicionado ao silício em pequenas quantidades. O fósforo e o arsênico possuem cinco elétrons externos cada um, de forma que ficam fora de posição quando entram no reticulado de silício. O quinto elétron não tem a que se ligar, ganhando liberdade de movimento. Apenas uma pequena quantidade de impurezas é

necessária para criar elétrons livres o suficiente para permitir que uma corrente elétrica flua pelo silício. O silício TIPO N é um bom condutor, os elétrons possuem uma carga negativa.

TIPO P – Na dopagem TIPO P, o boro ou o gálio é o dopante. O gálio e o boro possuem apenas três elétrons externos cada um. Quando misturados no reticulado de silício, formam “ buracos” ou “ lacunas” e um elétron de silício não tem a que se ligar. A ausência do elétron cria o efeito de uma carga positiva. Lacunas podem conduzir corrente. Uma lacuna aceita muito bem um elétron de um vizinho movendo a lacuna em um espaço. O silício TIPO P é um bom condutor.

O transistor é montado justapondo-se uma camada P, uma N e outra P, criando-se um transistor do tipo PNP. O transistor do tipo NPN é obtido de modo similar. A camada do centro é denominada base, e as outras duas são o emissor e o coletor. No símbolo do componente, o emissor é indicado por uma seta, que aponta para dentro do transistor se o componente for PNP, ou para fora, se for NPN.