2. SEMICONDUCTORES INTRINSECOS
DEFINISION
Es un semiconductor puro. A temperatura ambiente se comporta como
un aislante porque solo tiene unos pocos electrones libres y huecos
debidos a la energía térmica. 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.
GRAFICO
Podemos ver en el grafico en que dirección se mueven los electrones y
los huecos en un semiconductor intrínseco.
3. SEMICONDUCTORES INTRINSECOS
SEMICONDUCTORES INTRINSECOS POR
EXCELENCIA elementos
Los
Vemos como cada átomo de silicio se rodea
semiconductores
por
excelencia son el silicio y el
germanio, aunque existen
otros elementos como el
estaño, y compuestos como el
arseniuro de galio que se
comportan como tales.
SILICIO EN SU MODELO
BIDIMENSIONAL
de sus 4 vecinos próximos con lo que
comparte sus electrones, de valencia.
A 0ºK todos los electrones hacen su papel de
enlace y tienen energías correspondientes a
la banda de valencia. Esta banda estará
completa, mientras que la de conducción
permanecerá vacía. Es cuando
hablamos de que el conductor es un aislante
perfecto.
Ahora
bien,
si
aumentamos
la
temperatura, aumentará por consiguiente la
energía cinética de vibración de los átomos
de la red, y algunos electrones de valencia
pueden absorber de los átomos vecinos la
energía suficiente para liberarse del enlace y
moverse a través del cristal como electrones
libres. Su energía pertenecerá a la banda de
conducción, y cuanto más elevada sea la
temperatura más electrones de conducción
habrá, aunque ya a temperatura ambiente
podemos decir que el semiconductor actúa
4. SEMICONDUCTORES INTRINSECOS
SEMICONDUCTORES INTRINSECOS POR
EXCELENCIA
Si un electrón de valencia se convierte en
electrón de conducción deja una posición
vacante, y si aplicamos eléctrico al
semiconductor , este “hueco” puede ser
ocupado
por
otro
electrón
de
valencia, que deja a su vez otro hueco
“Este efecto es el de una carga +e
moviéndose en dirección del campo
eléctrico. A este proceso le llamamos
„generación térmica de pares electrón–
huecos‟.
Paralelamente a este proceso se da el de
«recombinación». Algunos electrones de
la banda de conducción pueden perder
energía (emitiéndola en forma de
fotones, por ejemplo), y pasar a la de
valencia ocupando un nivel energético
que esta libre, o sea , «recombinándose»
con un hueco. A temperatura
constante, se tendrá un equilibrio entre
estos dos procesos, con el mismo
numero de electrones en la banda de
conducción que el de huecos en la de
valencia.
Este fenómeno de la conducción
asociada a la formación de pares en el
semiconductor se denomina conducción
intrínseca. Se cumple que:
P = n = ni -- > donde p y n son las
concentraciones de huecos y electrones
respectivamente, y ni es la concentración
de portadores intrínsecos.
5. SEMICONDUCTOR DOPADO
DEFINISION
En la producción de semiconductores, se denomina dopaje al proceso intencional
de agregar impurezas en un semiconductor extremadamente puro (también
referido como intrínseco) con el fin de cambiar sus propiedades eléctricas. Las
impurezas utilizadas dependen del tipio de semiconductores a dopar. A los
semiconductores con dopajes ligeros y moderados se los conoce como intrínsecos.
Un semiconductor, es llamado degenerado.
El numero de átomos dopantes necesitados para crear un diferencia en las
capacidades conductoras de un semiconductor es muy pequeña. Cuando se
agregan un pequeño numero de átomos dopantes (en orden de 1 cada
100.000.000 de átomos) entonces se dice que el dopaje es bajo o ligero. Cuando
se agregan muchos mas átomos (en el orden de 1 cada 10.000 átomos), entonces
se dice que el dopaje es alto o pesado. Este dopaje pesado se representa con la
nomenclatura N+ para material de tipo N, o P+ para material de tipo P.
6. SEMICONDUCTOR DOPADO
GRAFICO
Si aplicamos una tensión al cristal de
silicio, el positivo de la pila intentara
atraer los electrones y el negativo los
huecos favoreciendo así la aparición
de una corriente a través del circuito.
El dopaje consiste en sustituir
algunos átomos de silicio por átomos
de otros elementos. A estos últimos
se les conoce con el nombre de
impurezas.
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
7. SEMICONDUCTOR DOPADO
SEMICONDUCTOR TIPO N
Si en una red cristalina de silicio
(átomos de Silicio enlazados
entre si)
Sustituiremos uno de sus
átomos (que como sabemos
tiene 4 electrones en su capa
exterior) por un átomo de otro
elemento que contenga cinco
electrones
en
su
capa
exterior, resulta que cuatro de
esos electrones sirven para
enlazarse con el resto de
átomos de la red y el quinto
A esta red de silicio «dopado» con esta clase de
impurezas se les denomina «Silicio tipo N».
En esta situación hay mayor numero de
electrones que de huecos. Por ello a estos
últimos
se
les
denomina
«portadores
minoritarios» y «portadores mayoritarios » a los
electrones.
Las impurezas del tipo N mas utilizadas en el
proceso de dopado son el arsénico, el antimonio
y el fosforo.
Esta claro que si a un semiconductor dopado se
le aplica tensión en sus bornas, las posibilidades
de que aparezca una corriente en el circuito son
8. SEMICONDUCTOR DOPADO
SEMICONDUCTOR TIPO P
Si en una red cristalina de silicio (átomos
de silicio enlazados entre si)
Sustituimos uno de sus átomos (que
como sabemos tiene electrones en su
capa exterior) por un átomo de otro
elemento que contenga tres electrones
en su capa exterior, resulta que estos
tres electrones llenaran los huecos que
dejaron los electrones del átomo de
silicio, pero como son cuatro, quedara
un hueco por ocupar. Provoca la
aparición de huecos en el cristal de
silicio. Por tanto ahora los «portadores
mayoritarios» serán los huecos y los
A esta red de silicio dopada con esta
clase de impurezas se les denomina
«silicio tipo P».
