Semicondutor degenerado

No caso de dopagem moderada, os átomos do dopante criam níveis individuais de dopante frequentemente considerados como estados localizados, próximos, dependendo da sua natureza, da banda de condução (doador) ou da banda de valência (aceitador), e que podem aumentar a população minoritária portadora de carga (electrões na banda de condução, orifícios na banda de valência) por promoção térmica (ou transição óptica).

A um nível suficientemente elevado de impurezas (dopante), a banda de condução (respectivamente valência) aproxima-se tanto do nível do doador (respectivamente aceitante) dopante que se funde com ele, e tal sistema deixa então de ter características típicas de semicondutor, por exemplo, a condutividade eléctrica que aumenta com a temperatura. O limite normalmente estabelecido de um sistema deste tipo é:

  • EC-EF < 3kBT para um n semicondutor
  • EF-EV < 3kBT para um p semicondutor

Contudo, o semicondutor dopado desta forma ainda tem menos portadores de carga do que um metal (cerca de 1023 cm-3, um semicondutor intrínseco – não dopado – como o silício com uma concentração de cerca de 1010 cm-3, com o doping a atingir ~1019 – 1020 cm-3), sendo as suas características efectivamente intermédias entre as de um semicondutor e as de um metal.

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