10.3
Un wafer di silicio puro utilizzato nei circuiti integrati è un semiconduttore intrinseco che manca di impurità e presenta una bassa conduttività elettrica.
A zero kelvin, la sua banda di conduzione è vuota. La probabilità di occupazione di elettroni a diversi livelli di energia è data dal livello di Fermi. Qui, si trova nel mezzo della banda proibita.
Quando la temperatura aumenta, diversi elettroni si spostano verso la banda di conduzione, determinando un'uguale concentrazione di elettroni e lacune nelle rispettive bande.
La conduttività del silicio intrinseco può essere adattata introducendo impurità attraverso il drogaggio, che lo converte in un semiconduttore estrinseco.
Il silicio ha quattro elettroni di valenza. Quando drogato con un'impurità pentavalente, sostituisce un atomo di silicio e dona un elettrone in eccesso, che funge da vettore di maggioranza. Tali semiconduttori sono chiamati semiconduttori di tipo N. Qui, il livello di Fermi viene spostato vicino alla banda di conduzione.
Al contrario, le impurità trivalenti creano siti vuoti chiamati buchi, formando la maggior parte dei portatori di carica. Questi semiconduttori sono chiamati semiconduttori di tipo p. Qui, il livello di Fermi è spostato verso la banda di valenza.
I semiconduttori intrinseci sono materiali altamente puri, senza impurità. Allo zero assoluto questi semiconduttori si comportano come isolanti perfet…
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