Os fotodiodos são fortemente dopados para aumentar sua sensibilidade à luz e melhorar seu desempenho como detectores de luz. Dopagem refere-se à adição intencional de impurezas em um material semicondutor para alterar suas propriedades elétricas. No caso dos fotodiodos, eles são normalmente dopados para aumentar o número de portadores de carga (elétrons e lacunas) dentro do material semicondutor. Esta maior concentração de portadores de carga permite que os fotodiodos gerem uma fotocorrente maior quando expostos à luz. Ao dopar fortemente o material semicondutor, os fotodiodos podem atingir maior eficiência quântica, o que é crucial para a conversão eficiente de fótons (partículas de luz) em sinais elétricos.
LEDs, ou Diodos Emissores de Luz, também são dispositivos semicondutores fortemente dopados, mas com uma finalidade diferente dos fotodiodos. Os LEDs são projetados para emitir luz quando a corrente flui através deles em uma condição de polarização direta. Eles consistem em uma junção pn fortemente dopada onde um lado (tipo p) e o outro (tipo n) têm altas concentrações de dopantes, sejam aceitadores (para tipo p) ou doadores (para tipo n). Esta forte dopagem garante que quando uma tensão direta é aplicada, um grande número de portadores de carga se recombinam através da junção, liberando energia na forma de fótons (luz). Quanto maior a concentração de dopagem, mais eficiente o LED se torna na emissão de luz em resposta à excitação elétrica.
“Fortemente dopado” no contexto de semicondutores refere-se à alta concentração de átomos de impureza adicionados intencionalmente à rede cristalina do semicondutor. Essas impurezas alteram significativamente a condutividade elétrica e outras propriedades do semicondutor. Por exemplo, em um semicondutor fortemente dopado, há mais portadores de carga disponíveis (elétrons ou lacunas) para condução em comparação com semicondutores levemente dopados ou intrínsecos. Esta característica é crucial para que vários dispositivos semicondutores funcionem conforme pretendido, como em fotodiodos para detecção de luz ou LEDs para emissão de luz.
Nos diodos, as impurezas são fortemente dopadas nas regiões tipo p e tipo n para criar um gradiente de concentração significativo de portadores de carga através da junção. Por exemplo, num díodo de silício típico, a região do tipo p é dopada com impurezas aceitadoras (por exemplo, boro), enquanto a região do tipo n é dopada com impurezas doadoras (por exemplo, fósforo). Esta dopagem pesada cria uma região de depleção acentuada na junção onde os elétrons da região do tipo n e os buracos da região do tipo p se combinam, permitindo o fluxo de corrente em uma direção (polarização direta) e bloqueando-a na direção oposta (polarização reversa) . A concentração dessas impurezas é cuidadosamente controlada durante a fabricação do semicondutor para garantir que o diodo exiba as características elétricas desejadas, como queda de tensão direta e corrente de fuga reversa.