TEMA 2: PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LOS SEMICONDUCTORES

TEMA 2: PROPIEDADES FUNDAMENTALES

DE LOS SEMICONDUCTORES

TEMA 2: PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LOS SEMICONDUCTORES

Semiconductor Intrínseco:

T = 0 K

T > 0 K

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Dependencia de la concentración intrínseca (ni) de Si, Ge, GaAs en función de la temperatura

ni (Si)300K = 1.45 1010 cm-3

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Semiconductor Extrínseco:

• DONADORES (D → D+) • ACEPTORES (A → A-)

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Energías de ionización de impurezas en Si, Ge

Energías de ionización de impurezas en GaAs

KBT300K ≈ 0.0258 eV

- Impurezas donadoras tipo (VI) que tienden a sustituir al As (tipo V)

- Impurezas aceptoras (tipo II) que tienden a sustituir al Ga (tipo III)

- Impurezas anfóteras (tipo IV), pueden sustituir al Ga (donadoras) o al As (aceptoras)

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SEMICONDUCTORES EN EQUILIBRIO

Concentración de electrones en silicio tipo n, en función de la temperatura.

T (K)

Región extrínseca Región intrínseca

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GAP directo GAP indirecto

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Concentración de portadores en diferentes tipos de semiconductores

Semiconductor Concentración de portadores

tipo n n ≈ ND p ≈ ni2/ND

tipo p p ≈ NA n ≈ ni2/NA

(*) tipo n (ND > NA) n ≈ ND - NA p ≈ ni2/ND-NA

(*) tipo p (NA > ND) p ≈ NA - ND n ≈ ni2/NA-ND

(*) Compensado (NA = ND) n = p = ni

(*) |NA – ND| >>ni

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E

Ec

g(E)

METAL E

EC

g(E)

EV

SEMICONDUCTOR

(3D)

Función densidad de estados

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T=500 K T= 300 K

T= 0 K

0

0.5

1

f(E)

EF E

Función de probabilidad de Fermi-Dirac

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g(E)

g(E)

METAL

SEMICONDUCTOR

J.M. Albella, Ed. Pearson

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g(E)

g(E)

g(E) J.M. Albella, Ed. Pearson