¿Cómo puede ser neutro un semiconductor dopado?

Los términos dopado de tipo n y tipo p solo se refieren a los portadores de carga mayoritarios. Cada portador de carga positiva o negativa pertenece a un dopante fijo con carga negativa o positiva.

Los materiales de tipo p y n NO tienen carga positiva ni negativa.

Un material de tipo n por sí mismo tiene principalmente portadores de carga negativa (electrones) que pueden moverse libremente, pero sigue siendo neutral porque los átomos donantes fijos, que han donado electrones, son positivos.

De manera similar, el material de tipo p en sí mismo tiene principalmente portadores de carga positiva (agujeros) que pueden moverse con relativa libertad, pero aún es neutral porque los átomos aceptores fijos, que tienen electrones aceptados, son negativos.

http://www.halbleiter.org/en/fundamentals/doping/

http://uk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110422034224AAINiGl

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Bueno, no hay razón para cargar el semiconductor dopado; ya sea positivo o negativo. Cada átomo en el semiconductor vino con su complemento completo de electrones, por lo que todo no tiene exceso o deficiencia de carga.

Por ejemplo, si el semiconductor es, digamos, silicio, cada átomo de Si tiene 4 electrones de valencia. Si lo dopa tipo P con boro, que es un átomo del grupo III, cada átomo B tiene solo 3 electrones de valencia. Si lo dopa tipo N con fósforo, ese es un elemento del grupo V, por lo que cada átomo viene con 5 electrones de valencia. Pero cualquier tipo de átomo dopante sigue siendo de carga neutral.

Si un átomo de B reemplaza a un átomo de Si en el cristal, uno de los electrones de valencia de Si no tiene pareja del boro, y si un átomo de P reemplaza a un átomo de Si, entonces el átomo de P tiene un electrón sin pareja de un átomo de Si; pero siempre es eléctricamente neutro (todo el cristal)

Simplemente, el semiconductor intrínseco es neutral a eso, si agregamos un dopante neutral, entonces es obvio que la carga general será neutral :)

Si el semiconductor está dopado con dopantes n y p por igual, los electrones y los huecos se "aniquilan", y se obtiene un material casi "neutro".

Por supuesto, un alto nivel de tal dopaje "neutral" degradará las especificaciones de los semiconductores (como la movilidad de electrones/huecos).

Si habrá más dopantes de tipo n que de tipo p, obtendrá un semiconductor de tipo n que funcionará casi como si no hubiera impurezas de tipo p y viceversa.

Un átomo contiene no solo los electrones sino también el núcleo, que consta de un número igual de protones. Por lo tanto, un átomo es neutro.

La razón por la que su semiconductor dopado lleva una carga neutra es porque tiene el mismo número de electrones que de protones, ya sea dopado con boro o fósforo.

Si bien todo el cristal permanece neutral, al dopar se aumenta enormemente la conductividad del semiconductor. Y de ahí, la especialidad de semiconductores y dopaje.

En general, el cristal pn es neutral. Si no lo fuera, inmediatamente lo sentiríamos. De hecho, es un ejercicio divertido calcular cuántos electrones se necesitarían para generar una fuerza sustancial equivalente, digamos, al peso de un automóvil. La respuesta es sorprendentemente no muchos. Esto se debe a que la fuerza electrostática es relativamente fuerte. Menciono esto para mostrar que la sustancia probablemente no sería estable si tuviera incluso un pequeño desequilibrio en el número de portadores positivos y negativos.

Ahora, cuando la gente habla de dopaje P o N se refiere a lo siguiente. Cada átomo de material de tipo P o N también es neutro. Sin embargo, cuando se colocan cerca unos de otros, provocan que sucedan cosas interesantes. Es decir, uno de los electrones externos del átomo de N "siente" que el átomo de P tiene un "agujero" disponible (una terminología más precisa sería un "estado cuántico"). Debido a los efectos de la mecánica cuántica, existe una posibilidad distinta de cero de que el electrón pase a ese hueco. Una vez que hace la transición, el N ahora tiene un electrón menos y P tiene un electrón extra. Ahora tenemos un poco de desequilibrio: N - ligeramente positivo y P - ligeramente negativo. Así es precisamente como se forma la unión PN.

cuando vamos a polarizar la unión, es decir, aplicarle voltaje o diferencia de potenciales, simplemente fomentamos ciertas transiciones cuánticas. La polarización directa significa que alentamos a los electrones a viajar desde la región N hacia la región P. Por supuesto, en el camino entre los dos, tienen que superar la barrera "natural" que se formó como se describe anteriormente. Esta barrera es la caída de potencial típica de 0,1-0,8 V de un dispositivo semiconductor con polarización directa.