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• Alfredo Farrugia

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Materiales Donantes y aceptantes. En física de semiconductores, un donante de electrones es un átomo dopante (impureza) que, cuando se agrega a un semiconductor, puede formar un semiconductor de tipo n. Un aceptor de electrones es un átomo dopante (impureza) que, cuando se agrega a un semiconductor, puede formar un semiconductor de tipo p.  El proceso de agregar impurezas controladas a un semiconductor se conoce como  dopaje de semiconductores. Este proceso cambia un semiconductor intrínseco a un semiconductor extrínseco . Para ambos tipos de átomos donantes o aceptores, el aumento de la densidad del dopante aumenta la conductividad. Los donantes habituales en semiconductores base silicio y germanio son elementos del grupo V: fósforo, arsénico, antimonio y bismuto. Los aceptores suelen ser elementos del grupo III: boro, aluminio, galio e indio.  Un semiconductor cristalino y sin impurezas ni defectos en su red se denomina intrínseco. Independientemente de los portadores de origen térmico pueden existir en un cristal semiconductor electrones y/o huecos generados por dopado. 

Un semiconductor extrínseco que ha sido dopado con átomos donadores de electrones se llama semiconductor de tipo n, porque la mayoría de los portadores de carga en el cristal son electrones negativos.  Los elementos del grupo V (pentavalente) tienen cinco electrones de valencia, lo que les permite actuar como donantes. Eso significa que la adición de estas impurezas pentavalentes como el arsénico, el antimonio o el fósforo contribuye a la formación de electrones libres, lo que aumenta en gran medida la conductividad del semiconductor intrínseco. El número total de electrones de conducción es aproximadamente igual al número de sitios donantes

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Un semiconductor extrínseco que ha sido dopado con átomos aceptores de electrones se llama semiconductor de tipo p , porque la mayoría de los portadores de carga en el cristal son agujeros de electrones. Los elementos del grupo III (trivalentes) contienen tres electrones de valencia, lo que hace que funcionen como aceptores cuando se usan para dopar silicio. Cuando un átomo aceptor reemplaza un átomo de silicio tetravalente en el cristal, se crea un estado vacante (un agujero de electrones). Un agujero de electrones (a menudo simplemente llamado agujero) es la falta de un electrón en una posición en la que uno pudiera existir en un átomo o en una red atómica. El número total de orificios es aproximadamente igual al número de sitios donantes

El dopado de los materiales semiconductores es de alto interés tecnológico porque de manera resumida, porque nos permite un mejor control de la conductividad con la temperatura y el diseño de componentes aptos para las condiciones de trabajo en Ingeniería Electrónica.