Diferencia entre las impurezas del donante y del aceptador

La diferencia clave entre las impurezas del donante y el aceptor es que los elementos del grupo V de la tabla periódica actúan normalmente como impurezas del donante, mientras que los elementos del grupo III suelen actuar como las impurezas del aceptor.

El dopaje es el proceso que agrega impurezas a un semiconductor. El dopaje es importante para aumentar la conductividad del semiconductor. Existen dos formas principales de dopaje, y son el dopaje de donantes y el dopaje aceptador. El dopaje del donante agrega impurezas al donante, mientras que el dopaje aceptador agrega impurezas al donante.

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué son las impurezas de los donantes?
3. ¿Qué son las impurezas aceptoras?
4. Comparación lado a lado: impurezas del donante frente al aceptor en forma tabular
5. Resumen

¿Qué son las impurezas de los donantes??

Las impurezas de los donantes son los elementos agregados a un donante para aumentar la conductividad eléctrica de ese donante. Los elementos del grupo V de la tabla periódica son las impurezas comunes del donante. 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 un silicio (Si)..

Figura 1: Presencia de un donante en una celosía de silicona

Los elementos del grupo V que a menudo sirven como impurezas del donante 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 permanece 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 aceptoras??

Las impurezas del aceptador son los elementos agregados a un aceptador para aumentar la conductividad eléctrica de ese aceptador. Los elementos del grupo III son comunes como impurezas aceptadoras. Los elementos del grupo III incluyen aluminio (Al), boro (B) y galio (Ga). Un aceptador 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 externas de electrones..

Figura 2: Presencia de un aceptador 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 de silicio, el átomo de aluminio forma solo tres enlaces covalentes, lo que a su vez, resulta en un enlace covalente faltante. Esto crea un punto vacío o un agujero. Sin embargo, estos agujeros son útiles en la conducción de 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. Una vez finalizado el proceso de dopaje, el semiconductor se convierte en un semiconductor extrínseco..

¿Cuál es la diferencia entre las impurezas del donante y el aceptador??

Donante vs aceptor de impurezas
Impurezas de los donantes son los elementos agregados a un donante para aumentar la conductividad eléctrica de ese donante.	Aceptador de impurezas son los elementos agregados a un aceptador para aumentar la conductividad eléctrica de ese aceptador.
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
Incrementa los electrones libres en el semiconductor..	Aumentar los orificios presentes en el semiconductor..
Electrones de valencia
Los átomos tienen cinco electrones de valencia..	Los átomos tienen tres electrones de valencia..
Unión covalente
Forma cuatro enlaces covalentes dentro del semiconductor, dejando el quinto electrón como un electrón libre.	Forma tres enlaces covalentes dentro del semiconductor, dejando un agujero donde falta un enlace covalente.

Resumen - Donante vs aceptador de impurezas

Los semiconductores son los materiales que son conductores entre un aislante que no son conductores y los metales que son conductores. Los donantes y los aceptadores son dopantes que forman regiones conductoras en los semiconductores. El dopaje del donante y el aceptor son procesos que aumentan la conductividad eléctrica del semiconductor. La diferencia clave entre las impurezas del donante y el aceptor es que los elementos del grupo III de la tabla periódica actúan como impurezas del donante, mientras que los elementos del grupo V actúan como impurezas del aceptor.

Referencia:

1. “Diferencia entre las impurezas del donante y del aceptador en el semiconductor”. Physicsabout.com, 23 de diciembre de 2017, Disponible aquí.
2. Impurezas de donantes y aceptadores en semiconductores.. Disponible aquí.
3. "Aceptador (semiconductores)". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 de marzo de 2018, Disponible aquí.
4. “Donante (Semiconductores).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 de febrero de 2018, Disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Acceptor in Si lattice" Por Karolkalna en la Wikipedia en inglés, (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia
2. “Donor in Si lattice” por Karolkalna en la Wikipedia en inglés (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia