Comprensione delle basi
* Struttura del silicio: Il silicio è un semiconduttore, il che significa che ha una conduttività tra quella di un direttore (come il rame) e un isolante (come il vetro). I suoi atomi hanno quattro elettroni esterni, formando forti legami covalenti in un reticolo di cristallo.
* Silicio puro: Nel silicio puro, tutti gli elettroni sono strettamente legati in questi legami covalenti. A temperatura ambiente, pochissimi elettroni ottengono abbastanza energia per liberarsi e diventare vettori di carica mobile. Questo limita la conducibilità.
* Doping: Il doping implica l'introduzione intenzionalmente le impurità nel reticolo di cristallo di silicio. Queste impurità alterano le proprietà elettriche del silicio.
Doping arsenico:la chiave per la conducibilità
* Proprietà di Arsenic: L'arsenico ha cinque elettroni esterni. Quando sostituisce un atomo di silicio nel reticolo cristallino, forma quattro legami covalenti, come il silicio, ma ha un elettrone in più.
* Elettroni extra: Questo elettrone extra dall'arsenico non è coinvolto nel legame. È vagamente legato all'atomo di arsenico e può facilmente diventare un elettrone libero, contribuendo alla conducibilità elettrica.
* Aumenta conducibilità: Poiché il doping di arsenico introduce un numero significativo di elettroni liberi, il cristallo di silicio può condurre elettricità molto meglio del silicio puro. Questo perché questi elettroni liberi possono trasportare corrente elettrica quando viene applicato un campo elettrico.
in riassunto
Il doping di arsenico aumenta la conduttività del silicio di:
1. Introduzione di elettroni extra: Gli atomi di arsenico contribuiscono con elettroni extra al reticolo del silicio.
2. Creazione di vettori di carica gratuiti: Questi elettroni extra vengono facilmente rilasciati, diventando vettori di carica gratuiti.
3. Flusso di corrente di facilitazione: La presenza di questi elettroni liberi consente un flusso più elevato di corrente attraverso il silicio.
Questo processo, noto come doping di tipo N , è fondamentale per la creazione di dispositivi a semiconduttore come transistor e circuiti integrati.
