Semiconduttori Intrinseci ed Estrinseci: Capire la Differenza

I termini "intrinseco" ed "estrinseco" descrivono come sono determinate le proprietà elettriche di un semiconduttore.

Semiconduttori Intrinseci

• Materiale semiconduttore puro (es. silicio puro, germanio).
• Le proprietà elettriche dipendono solo dal materiale stesso — banda proibita, temperatura, struttura cristallina.
• A zero assoluto fungono da isolanti perfetti; la conduttività aumenta con la temperatura per la generazione termica di coppie elettrone-lacuna.
• Numero uguale di elettroni e lacune (n = p = nᵢ).

Semiconduttori Estrinseci

• Dopati con impurità intenzionali (dopanti) per alterare la conduttività.
• Tipo n: Atomi donatori (es. fosforo nel Si) aggiungono elettroni liberi (portatori di maggioranza).
• Tipo p: Atomi accettori (es. boro nel Si) creano lacune (portatori di maggioranza).
• Le proprietà elettriche sono fortemente influenzate da fattori esterni: tipo/concentrazione di dopanti, temperatura e difetti.
• La conduttività è di ordini di grandezza superiore al materiale intrinseco a temperatura ambiente.

Perché è Importante

Il doping controllato crea giunzioni p-n — la base di diodi, transistor, celle solari e circuiti integrati. Il materiale intrinseco è raramente usato da solo nei dispositivi ma funge da substrato per le regioni estrinseche.