Semiconductor degenerado

En el caso de un dopaje moderado, los átomos del dopante crean niveles individuales de dopante a menudo considerados como estados localizados, cercanos, según su naturaleza a la banda de conducción (donante) o a la banda de valencia (aceptor), y que pueden aumentar la población de portadores de carga minoritarios (electrones en la banda de conducción, huecos en la banda de valencia) por promoción térmica (o transición óptica).

A un nivel suficientemente alto de impurezas (dopante), la banda de conducción (respectivamente de valencia) se aproxima tanto al nivel del dopante donante (respectivamente aceptor) que se fusiona con él, y tal sistema deja entonces de tener características típicas de los semiconductores, por ejemplo, una conductividad eléctrica que aumenta con la temperatura. El límite que suele establecerse para un sistema de este tipo es:

  • EC-EF < 3kBT para un semiconductor n
  • EF-EV < 3kBT para un semiconductor p
  • Sin embargo, el semiconductor dopado de esta manera sigue teniendo menos portadores de carga que un metal (unos 1023 cm-3, un semiconductor intrínseco -no dopado- como el silicio que tiene una concentración de unos 1010 cm-3, con un dopaje que alcanza los ~1019 – 1020 cm-3), siendo sus características realmente intermedias entre las de un semiconductor y las de un metal.

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