Alumno: DANIEL SANTOS RIOS

Ingeniería de Sistemas e Informática

Semiconductor se comporta como un conductor o como aislantedependiendo de diversos factores, como por ejemplo:

el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide,o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementosquímicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tablaadjunta.

El SILICIO es el elemento semiconductor más usado es , el GERMANIOel segundo , aunque de idéntico comportamiento presentan lascombinaciones de elementos de los grupos 12 y 13 con los de losgrupos 14 y 15 respectivamente (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd).Posteriormente se ha comenzado a emplear también el AZUFRE. Lacaracterística común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo elsilicio una CONFIGURACIÓN ELECTRONICAS s²p².

SEMICONDUCTOR

IMÁGENES DE SEMICONDUCTORES ELÉCTRICOS

El semiconductor es “intrínseco” cuando se encuentra enestado puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, niátomos de otro tipo dentro de su estructura. En ese caso,la cantidad de huecos que dejan los electrones en la bandade valencia al atravesar la banda prohibida será igual a lacantidad de electrones libres que se encuentran presentesen la banda de conducción.

Es un semiconductor puro. A temperatura ambiente secomporta como un aislante porque solo tiene unos pocoselectrones libres y huecos debidos a la energía térmica.

SEMICONDUCTORES INTRISECOS

En un semiconductor intrínseco también hay flujos de electrones y huecos, aunque la corriente total resultante sea cero. Esto se debe a que por acción de la energía térmica se producen los electrones libres y los huecos por pares, por lo tanto hay tantos electrones libres como huecos con lo que la corriente total es cero.

SEMICONDUCTORES INTRISECOS

Los electrones factibles de ser liberados de la fuerza de atracción del núcleo son cuatro

Esta compuesta solamente por átomos de silicio (Si) que forman una celosía. Como se puede observar en la ilustración, los átomos de silicio (que sólo poseen cuatro electrones en la última órbita o banda de valencia), se unen formando enlaces covalente para completar ocho electrones y crear así un cuerpo sólido semiconductor. En esas condiciones el cristal de silicio se comportará igual que si fuera un cuerpo aislante.

ESTRUCTURA CRISTALINA DE UN SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO

En un semiconductor perfecto, las concentraciones de electrones(n) en la banda de conducción y de huecos(p) en la banda de valencia son iguales (por unidad de volumen); así como la concentración intrínseca de portadores.

MODELO DE BANDAS DE ENERGÍA: CONDUCCIÓN INTRÍNSECA

En la producción de semiconductores, se denominadopaje al proceso intencional de agregar impurezasen un semiconductor extremadamente puro (tambiénreferido como intrínseco) con el fin de cambiar suspropiedades eléctricas. Las impurezas utilizadasdependen del tipo de semiconductores a dopar. A lossemiconductores con dopajes ligeros y moderadosse los conoce como extrínsecos. Un semiconductoraltamente dopado que actúa más como un conductorque como un semiconductor es llamado degenerado.

SEMICONDUCTORES DOPADOS

El número de átomos dopantes necesitados para crear unadiferencia en las capacidades conductoras de unsemiconductor es muy pequeño. Cuando se agregan unpequeño número de átomos dopantes (en el orden de 1cada100.000.000 de átomos) entonces se dice que eldopaje es bajo o ligero.

Cuando se agregan muchos más átomos (en el orden de 1cada 10.000 átomos) entonces se dice que el dopaje es altoo pesado. Este dopaje pesado se representa con lanomenclatura N+ para material de tipo N, oP+ para materialde tipo P.

SEMICONDUCTORES DOPADOS

Adición de un elemento de impureza a un semiconductor purodonde los electrones libres y huecos se encuentran en igualnúmero y son producidos únicamente por la agitación térmicapara así cambiar su conductividad.

Las impurezas donadas o pentavalentes aumentan el númerode electrones libres

Si aplicamos una

tensión al cristal de

silicio, el positivo de

la pila intentará

atraer los electrones

y el negativo los

huecos favoreciendo

así la aparición de

una corriente a

través del circuito

SEMICONDUCTORES DOPADOS

Dependiendo del tipo de impureza con el que

se dope al semiconductor puro o intrínseco

aparecen dos clases de semiconductores.

Semiconductor tipo P

Semiconductor tipo N

SEMICONDUCTORES DOPADOS

Se llama así al material que tiene átomos de impurezas quepermiten la formación de huecos sin que aparezcan electronesasociados a los mismos, como ocurre al romperse una ligadura. Losátomos de este tipo se llaman aceptores, ya que "aceptan" o tomanun electrón. Suelen ser de valencia tres, como

el Aluminio, el Indio o el Galio. Nuevamente, el átomo introducidoes neutro, por lo que no modificará la neutralidad eléctrica delcristal, pero debido a que

solo tiene tres electrones en su última capa de valencia, apareceráuna ligadura rota, que tenderá a tomar electrones de los átomospróximos, generando

finalmente más huecos que electrones, por lo que los primerosserán los portadores mayoritarios y los segundos los minoritarios.

SEMICONDUCTORES tipo P

El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Boro (P dopaje).

En el caso del boro le falta un electrón y, por tanto, es donado un

hueco de electrón

SEMICONDUCTOR TIPO P

Se llama material tipo N al que posee átomos de impurezas quepermiten la aparición de electrones sin huecos asociados a los mismos.Los átomos de este tipo se llaman donantes ya que "donan" o entreganelectrones. Suelen ser de valencia cinco, como el Arsénico y el Fósforo.De esta forma, no se ha desbalanceado la neutralidad eléctrica, ya queel átomo introducido al semiconductor es neutro, pero posee unelectrón no ligado, a diferencia de los átomos que conforman laestructura original, por lo que la energía necesaria para separar lo delátomo será menor que la necesitada para romper una ligadura en elcristal de silicio (o del semiconductor original).

Cuando se añade el material dopante aporta sus electrones más

débilmente vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de

agente dopante es también conocido como material donante ya que da

algunos de sus electrones.

SEMICONDUCTOR TIPO P

SEMICONDUCTOR TIPO P

El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Fósforo (dopaje N). En el caso del Fósforo, se dona un electrón

FUENTES DE INFORMACIÓN

http://electricidadelectronicaperu.blogspot.com/2009/04/los-semiconductores.htmlhttp://www.uv.es/candid/docencia/ed_tema-02.pdf

http://www.kumbaya.name/ci1210/leccion%205.%20se%C3%B1ales%20y%20compuertas/Materiales%20semiconductores%20tipo%20N%20y%20tipo%20P/2%20Materiales%20semiconductores%20tipo%20N%20y%20tipo%20P.htm

http://www.asifunciona.com/fisica/af_diodos/af_diodos_1.htm

http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html http://electro2-uai.wikispaces.com/Semiconductores http://www.ujaen.es/investiga/solar/07cursosolar/home_mai

n_frame/03_celula/01_basico/3_celula_02.htm