semiconductores utelesup

1. INTRENSICOS Y
DOPADOS
SEMICONDUCTORES
ALAN EDDY CARRASCO SEVILLANO
Ing. Sistemas e Informática

2. SEMICONDUCTORSemiconductor es un elemento estequiométrico de
inconvergencia estática que se comporta como un conductor
o como aislante dependiendo 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 elementos químicos semiconductores
de la tabla periódica se indican en la tabla adjunta

3. SEMICONDUCTOR INTRENSICOEs “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 dela
atracción que ejerce el núcleo del
átomo sobre los mismos.

4. Características de los cuerpos semiconductores
intrínsecos
La característica fundamental de
los cuerpos semiconductores es
la de poseer 4 electrones en su
órbita de valencia. Con esta
estructura el átomo es inestable,
pero para hacerse estable se le
presenta un dilema, le cuesta lo
mismo desprender los 4
electrones periféricos y
quedarse sin una órbita, que
absorber otros cuatros
electrones para hacerse estable
al tener la órbita de valencia 8
electrones. En estas
condiciones ciertos elementos
como el silicio y el germanio
agrupan a sus átomos formando
una estructura reticular en la
que cada átomo queda rodeado
por otros cuatro.

5. SEMICONDUCTOR INTRENSICO

6. TABLA DE ELEMENTOS
SEMICONDUCTORES

7. 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.

8. flujo estable de electrones libres y huecos
dentro del semiconductorCuando los electrones libres llegan la
extremo derecho del cristal, entran al
conductor externo (normalmente un
hilo de cobre) y circulan hacia el
terminal positivo de la batería. Por
otro lado, los electrones libres en el
terminal negativo de la batería
fluirían hacia el extremos izquierdo
del cristal. Así entran en el cristal y se
recombinan con los huecos que
llegan al extremo izquierdo del
cristal. Se produce un flujo estable de
electrones libres y huecos dentro del
semiconductor.

9. SEMICONDUCTOR DOPADO
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 tipo de
semiconductores a dopar. A los
semiconductores con dopajes ligeros
y moderados se los conoce como
extrínsecos. Un semiconductor
altamente dopado que actúa más
como un conductor que como un
semiconductor es llamado
degenerado

10. SEMICONDUCTOR DOPADO
El número de átomos dopantes necesitados para crear una
diferencia en las capacidades conductoras de un
semiconductor es muy pequeño. Cuando se agregan un
pequeño número de átomos dopantes (en el orden de 1 cada
100.000.000 de átomos) entonces se dice que el dopaje es
bajo o ligero.
Cuando se agregan muchos más 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, oP+ para material
de tipo P.

11. SEMICONDUCTOR DOPADO
Tipos de materiales dopantes
Tipo N
Se llama material tipo N al que posee átomos de
impurezas que permiten la aparición de electrones sin
huecos asociados a los mismos. Los átomos de este tipo
se llaman donantes ya que "donan" o entregan
electrones. Suelen ser de valencia cinco, como el
Arsénico y el Fósforo. De esta forma, no se ha
desbalanceado la neutralidad eléctrica, ya que el átomo
introducido al semiconductor es neutro, pero posee un
electrón no ligado, a diferencia de los átomos que
conforman la estructura original, por lo que la energía
necesaria para separarlo del átomo será menor que la
necesitada para romper una ligadura en el cristal de
silicio (o del semiconductor original). Finalmente,
existirán más electrones que huecos, por lo que los
primeros serán los portadores mayoritarios y los últimos
los minoritarios. La cantidad de portadores mayoritarios
será función directa de la cantidad de átomos de
impurezas introducidos.
El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el
Fósforo (dopaje N). En el caso del Fósforo, se dona un
electrón

12. SEMICONDUCTOR DOPADO
Se llama así al material que tiene
átomos de impurezas que permiten
la formación de huecos sin que
aparezcan electrones asociados a
los mismos, como ocurre al
romperse una ligadura. Los átomos
de este tipo se llaman aceptores,
ya que "aceptan" o toman un
electrón. Suelen ser de valencia
tres, como el Aluminio, el Indio o el
Galio
Tipos de materiales dopantes
Tipo P

13. SEMICONDUCTOR DOPADO
Adición de un elemento de impureza a un semiconductor puro
donde los electrones libres y huecos se encuentran en igual número
y son producidos únicamente por la agitación térmica para así
cambiar su conductividad.
Las impurezas donadas o pentavalentes aumentan el número de
electrones libres

14. DIFERENCIA ENTRE UN
SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO Y
UN EXTRÍNSECOSemiconductores intrínsecos
Un semiconductor intrínseco es
un semiconductor puro, cuando
se le aplica una tensión externa
los electrones libres fluyen hacia
el terminal positivo de la batería y
los huecos hacia el terminal
negativo de la batería.
Semiconductor extrínseco
Es aquel que se puede dopar
parta tener un exceso de
electrones libres o un exceso de
huecos, aquí encontraremos dos
tipos de unión en el que es la
unión tipo p y la unión tipo n.
Sucede que los semiconductores
intrínsecos actúan como un
aislante en el caso del silicio
cuando es un cristal puro, ahora
cuando lo dopamos con
impurezas se llega al material
extrínseco y en ese caso
tendremos un material
semiconductor por ejemplo un
diodo

15. REFERENCIAS
• http://thetuzaro.wordpress.com/2012/02/
• http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925813.html
• http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_3.htm
• http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html
• http://electronica.webcindario.com/glosario/dopado.htm
• http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_8.htm
• http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_%28semiconductores%29#Elementos_dopantes
• http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/dope.html