Los semiconductores intrínsecos como el silicio y el germanio forman una estructura cristalina tetraédrica mediante enlaces covalentes. Al aumentar la temperatura, algunos electrones absorben energía y saltan a la banda de conducción, dejando huecos en la banda de valencia. La concentración de electrones y huecos se iguala a una temperatura dada, denominándose portadores de carga. Los semiconductores extrínsecos se dopan con impurezas que introducen electrones extra o huecos para mejorar la conducción.

1. SEMICONDUCTORES
"INTRÍNSECOS"
 Es un cristal de Silicio o Germanio que forma una estructura tetraédrica similar
a la del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura
representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristal se encuentra a
temperatura ambiente algunos electrones pueden absorber la energía
necesaria para saltar a la banda de conducción dejando el correspondiente
hueco en la banda de valencia (1). Las energías requeridas, a temperatura
ambiente, son de 1,1 eV y 0,7 eV para el silicio y el germanio respectivamente.
 Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los
electrones pueden caer, desde el estado energético correspondiente a la banda
de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este
fenómeno se le denomina recombinación. Sucede que, a una determinada
temperatura, las velocidades de creación de pares e-h, y de recombinación se
igualan, de modo que la concentración global de electrones y huecos
permanece constante. Siendo "n" la concentración de electrones
(cargas negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas), se
cumple que:
n =n=p

2. SEMICONDUCTORES
"INTRÍNSECOS"
 siendo ni la concentración intrínseca del semiconductor,
función exclusiva de la temperatura y del tipo de elemento.
 Ejemplos de valores de ni a temperatura ambiente (27ºc):
ni(Si) = 1.5 1010cm-3
ni(Ge) = 2.5 1013cm-3
 Los electrones y los huecos reciben el nombre de portadores. En los
semiconductores, ambos tipos de portadores contribuyen al paso de la
corriente eléctrica. Si se somete el cristal a una diferencia de potencial
se producen dos corrientes eléctricas. Por un lado la debida al
movimiento de los electrones libres de la banda de conducción, y por
otro, la debida al desplazamiento de los electrones en la banda de
valencia, que tenderán a saltar a los huecos próximos (2), originando
una corriente de huecos con 4 capas ideales y en la dirección contraria
al campo eléctrico cuya velocidad y magnitud es muy inferior a la de la
banda de conducción.

3. SEMICONDUCTORES
"INTRÍNSECOS"
 Se dice que un semiconductor es “intrínseco” cuando se encuentra en
estado puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, ni átomos de
otro tipo dentro de su estructura. En ese caso, la cantidad de huecos
que dejan los electrones en la banda de valencia al atravesar la banda
prohibida será igual a la cantidad de electrones libres que se encuentran
presentes en la banda de conducción.
Cuando se eleva la temperatura de la red cristalina de un elemento
semiconductor intrínseco, algunos de los enlaces covalentes se rompen
y varios electrones pertenecientes a la banda de valencia se liberan de
la atracción que ejerce el núcleo del átomo sobre los mismos. Esos
electrones libres saltan a la banda de conducción y allí funcionan como
“electrones de conducción”, pudiéndose desplazar libremente de un
átomo a otro dentro de la propia estructura cristalina, siempre que el
elemento semiconductor se estimule con el paso de una corriente
eléctrica.

4. Como se puede observar en la ilustración, en el caso de los semiconductores el espacio
correspondiente a la banda prohibida es mucho más estrecho en comparación con los
materiales aislantes. La energía de salto de banda (Eg) requerida por los electrones para
saltar de la banda de valencia a la de conducción es de 1 eV aproximadamente. En los
semiconductores de silicio (Si), la energía de salto de banda requerida por los electrones es
de 1,21 eV, mientras que en los de germanio (Ge) es de 0,785 eV.

5. Estructura cristalina de un semiconductor intrínseco
 Estructura cristalina de un
semiconductor intrínseco, 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.

6. SEMICONDUCTORES
"EXTRÍNSECOS"
 Cuando a la estructura molecular cristalina del silicio o del
germanio se le introduce cierta alteración, esos elementos
semiconductores permiten el paso de la corriente eléctrica por
su cuerpo en una sola dirección. Para hacer posible, la
estructura molecular del semiconductor se dopa mezclando los
átomos de silicio o de germanio con pequeñas cantidades de
átomos de otros elementos o "impurezas".
Generalmente los átomos de las “impurezas” corresponden
también a elementos semiconductores que, en lugar de cuatro,
poseen tres electrones en su última órbita [como el galio (Ga) o
el indio (In)], o que poseen cinco electrones también en su
última órbita [como el antimonio (Sb) o el arsénico (As)]. Una
vez dopados, el silicio o el germanio se convierten en
semiconductores “extrínsecos” y serán capaces de conducir la
corriente eléctrica

7. comparativa
A la izquierda se muestra la ilustración de una oblea (wafer) o cristal semiconductor de.
silicio pulida con brillo de espejo, destinada a la fabricación de transistores y circuitos.
integrados. A la derecha aparece la cuarta parte de la oblea conteniendo cientos de.
minúsculos dados o “chips”, que se pueden obtener de cada una. Esos chips son los. que
después de pasar por un proceso tecnológico apropiado se convertirán en transistores o
circuitos integrados. Una vez que los chips se han convertido en. transistores o circuitos
integrados serán desprendidos de la oblea y colocados dentro.de una cápsula protectora
con sus correspondientes conectores externos.
El segundo elemento también utilizado como semiconductor, pero en menor proporción
que el silicio, es el cristal de germanio (Ge).

8. Semiconductores extrínsecos tipo
n:
Son los que están dopados, con elementos
pentavalentes, como por ejemplo (As, P, Sb). Que
sean elementos pentavalentes, quiere decir que
tienen cinco electrones en la última capa, lo que
hace que al formarse la estructura cristalina, un
electrón quede fuera de ningún enlace covalente,
quedándose en un nivel superior al de los otros
cuatro. Como consecuencia de la temperatura,
además de la formación de los pares e-h, se
liberan los electrones que no se han unido.
Como ahora en el semiconductor existe un mayor
número de electrones que de huecos, se dice que
los electrones son los portadores mayoritarios, y a
las impurezas se las llama donadoras.
En cuanto a la conductividad del material, esta
aumenta de una forma muy elevada, por ejemplo;
introduciendo sólo un átomo donador por cada
1000 átomos de silicio, la conductividad es 24100
veces mayor que la del silicio puro.

9. Semiconductores extrínsecos de tipo p:
 En este caso son los que están dopados
con elementos trivalentes, (Al, B, Ga, In).
El hecho de ser trivalentes, hace que a la
hora de formar la estructura cristalina,
dejen una vacante con un nivel energético
ligeramente superior al de la banda de
valencia, pues no existe el cuarto electrón
que lo rellenaría.
Esto hace que los electrones salten a las
vacantes con facilidad, dejando huecos en
la banda de valencia, y siendo los huecos
portadores mayoritarios.

10. BIBLIOGRAFIA
- http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor
- http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconduc
tor/ke_semiconductor_5.htm
- http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor