Este documento habla sobre los fundamentos de los semiconductores. Explica que los semiconductores tienen 4 electrones de valencia, lo que les da una conductividad eléctrica entre la de los conductores y los aislantes. Luego describe la estructura de los cristales de silicio, explicando que cada átomo de silicio comparte sus electrones de valencia para formar enlaces covalentes con los átomos vecinos. Finalmente, indica que la aplicación de energía puede romper estos enlaces covalentes y generar electrones libres y huecos.

1. Universidad Politécnica de Chiapas
Ing. Biomédica
Fundamentos de Electrónica
Ing. Othoniel Hernández Ovando
MATERIALES
SEMICONDUCTORES
Suchiapa, Chiapas. 11 de Enero de 2012

2. Introducción
En Electrónica, lo único importante es el orbital exterior, el
cual también se denomina orbital de valencia.
El orbital de valencia es quien determina las propiedades eléctricas
del átomo. Define la conductividad eléctrica del material.
Los electrones de valencia son atraídos débilmente por la
parte interna del átomo.
Una fuerza externa puede fácilmente arrancar el (los)
electrones de valencia.

3. Clasificación de materiales
Semiconductor
Conductor Aislante
Materiales

4. Conductor
Material que ofrece un nivel muy alto de
conductividad bajo la presión de una fuente voltaje
aplicada.
Electrones de Valencia Cobre Ejemplos
Plata
Menos de 4
electrones de Cobre
valencia
Oro
1 electrón de valencia

5. Aislante
Material que ofrece un nivel muy bajo de
conductividad bajo la presión de una fuente voltaje
aplicada.
Electrones de Valencia Ejemplos
Madera
Más de 4 electrones
Vidrio
de valencia
Caucho

6. Semiconductor
Material que ofrece un nivel de conductividad sobre
algún punto entre los extremos de un aislante y un
conductor.
Electrones de Valencia Silicio Ejemplos
Selenio
4 electrones de
valencia Germanio
Silicio
4 electrón de valencia

7. Cristales de Silicio
Cuando los átomos de Silicio se combinan para
formar un solido, lo hacen en una estructura
ordenada llamada cristal.
Cada átomo de Silicio
comparte sus electrones de
valencia con los átomos
vecinos, de tal manera que
tiene 8 electrones en el
orbital de valencia.

8. Enlaces Covalentes
Una unión de átomos fortalecida por el
comportamiento de electrones se denomina unión
covalente.
Cada átomo en un cristal de
Silicio tiene 8 electrones en
su orbital de valencia. Estos
electrones son los enlaces
covalentes que mantienen
unido al cristal.

9. Ideas Generales
Los enlaces covalentes pueden romperse al aplicar energía
cinética como la producida por las fuentes de voltaje.
Un incremento en la temperatura de un semiconductor
puede romper los enlaces covalentes, generando electrones
libres (carga negativa) y dejando huecos (carga positiva)
Dentro de un cristal de Silicio constantemente se están
creando electrones libres y huecos por la acción de la
energía térmica.