Estructura y propiedades de los materiales "Materiales semiconductores"

RESULTADO DE APRENDIZAJE
MATERIALES SEMICONDUCTORES
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NOMBRE DEL ALUMNO CRISTIAN EMMANUEL LAM JAIMES
MATRICULA 18190686
PERIODO ESCOLAR SEP – DIC 2020 GRUPO 702
NOMBRE DEL DOCENTE ING. SARAI NINTAI OROZCO GRACIA
Universidad Tecnológica del Sureste de Veracruz
Química Área Industrial
“ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE
LOS MATERIALES”

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL SURESTE DE VERACRUZ
CATEDRÁTICO:
ING. SARAI NINTAI OROZCO GRACIA
MATERIA:
ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
TITULO DEL TRABAJO:
ALUMNO:
Cristian Emmanuel Lam Jaimes
CARRERA:
T. S. U. Química Área Industrial
CUATRIMESTRE:
7 mo.
PERIODO:
Sep – Dic 2020
Cd Nanchital Ver; a 28 de Noviembre del 2020

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INDICE
I. INTRODUCCION............................................................................................................................4
II. Concepto de materiales conductores ................................................................................................5
2.1 Tipos de conductores eléctricos......................................................................................................6
2.1.1 Conductores metálicos....................................................................................................6
2.1.2 Conductores electrolíticos ..............................................................................................9
2.1.3 Conductores gaseosos .................................................................................................10
III. Describir y representar la estructura cristalina de los materiales conductores. ...........................11
IV. Describir la estructura atómica de semiconductores elementales: Silicio y Germanio...............18
V. Describir la estructura atómica de dopantes: Boro, Galio, Fósforo y Carbono..............................20
VI. Describir el comportamiento de los Semiconductores Tipo N y P..............................................23
6.1 Tipos de Semiconductores............................................................................................................23
6.1.1 Semiconductores tipo "N". Impurezas donadoras...........................................................23
6.1.2 Semiconductor tipo "P". Impurezas aceptadoras. ...........................................................25
VII. La unión PN polarizada (Polarización directa y polarizada inversa) ..........................................26
7.1 Polarización directa de la unión PN...................................................................................26
7.2 Polarización inversa de la unión PN ..................................................................................27
VIII. BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................29

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I. INTRODUCCION
La gran mayoría de los dispositivos de estado sólido que actualmente hay en el mercado, se
fabrican con un tipo de materiales conocido como semiconductores. De ahí que vamos a
empezar nuestro estudio examinando las propiedades físicas de dichos elementos.
Estudiaremos las características de los materiales que nos permiten distinguir un
semiconductor de un aislante y de un conductor. Veremos, además, el dopado de un
semiconductor con impurezas para controlar su funcionamiento.
Los semiconductores son materiales cuya conductividad varía con la temperatura, pudiendo
comportarse como conductores o como aislantes. Resulta que se desean variaciones de la
conductividad no con la temperatura sino controlables eléctricamente por el hombre.
Para conseguir esto, se introducen átomos de otros elementos en el semiconductor. Estos
átomos se llaman impurezas y tras su introducción, el material semiconductor presenta una
conductividad controlable eléctricamente.
Existen dos tipos de impurezas, las P y las N, que cambian la conductividad del silicio y
determinan el tipo de cristal a fabricar. Por tanto, como hay dos tipos de impurezas habrá
dos tipos fundamentales de cristales, cristales de impurezas P y cristales de impurezas tipo
N.
El material semiconductor más utilizado es el Silicio (Si), pero hay otros semiconductores
como el Germanio (Ge) que también son usados en la fabricación de circuitos. El silicio está
presente de manera natural en la arena por lo que se encuentra con abundancia en la
naturaleza. Además, el Si presenta propiedades mecánicas y eléctricas buenas. Su
purificación es relativamente sencilla (llegándose a Si puro del 99,99999%) y el Si se presta
fácilmente a ser oxidado, formándose SiO2 y constituyendo un aislante que se utiliza en
todos los transistores de la tecnología CMOS.

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II. Concepto de materiales conductores
Los materiales conductores son aquellos que ofrecen poca resistencia al paso de
la electricidad.
Es lo que se utiliza para poder transportar desde un punto a otro la corriente eléctrica, es
decir la transmisión de energía eléctrica, la mayoría de los conductores están formados por
cobre, metal que tiene una buena conducción, generalmente a los conductores que tienen su
funda aislante las personas suelen llamarlos cables o cables eléctricos, cuando en realidad
el conductor propiamente dicho está en la parte interior del aislante.

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2.1 Tipos de conductores eléctricos
Para los conductores eléctricos existen diferentes manera de categorizarlos, y a su vez,
cada categoría se divide en materiales o medios de mayor conductividad eléctrica.
Los mejores conductores eléctricos por excelencia son los metales sólidos, entre los que
pueden mencionarse el cobre, el oro, la plata, el aluminio, el hierro y algunas aleaciones.
Sin embargo, existen otros tipos de materiales o soluciones que poseen excelentes
propiedades de conducción eléctricas, como el grafito o las soluciones salinas.
2.1.1 Conductores metálicos
Estos deben su alta conductividad a las nubes de electrones que se encuentran libres y que
favorecen la buena circulación de la corriente eléctrica a través de ellos. Dichos metales
ceden los electrones que se encuentran en la última órbita de sus átomos sin que necesiten
grandes cantidades de energía, lo que hace posible que se dé el salto de electrones de un
átomo a otro.
Por el contrario las aleaciones se caracterizan por tener una alta resistencia que es
proporcional a la longitud y diámetro del conductor.
Las aleaciones que más se utilizan para las instalaciones eléctricas, son el latón, una
aleación de cobre y zinc, aleación de hierro y estaño, cobre y níquel, y cromo y níquel.
Tipos de cables eléctricos metálicos
A nivel comercial existen variados tipos de cables eléctricos, a continuación reseñamos los
que con mayor frecuencia son utilizados en las instalaciones eléctricas.
 Unipolares: están formados por un hilo conductor, pueden ser de alambre desnudo o
alambre aislado. El alambre desnudo no es flexible y no posee recubrimiento alguno,
se utiliza para hacer las conexiones a tierra.
Conductor de alambre desnudo
El alambre aislado es muy similar al anterior, solo que está recubierto por un material
aislante de plástico, que evita que tenga contacto directo con otros elementos.

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Conductor de alambre aislado
 Multipolares: se forman con la unión de uno o más de un cable o alambre, se
agrupan todos y se entorchan de manera conjunta por segunda vez, es decir, tienen
el propio aislamiento de cada conductor más uno que los reúne a todos en un
conjunto único.
Conductor de cordón
 Tipo mangueras: está formado por dos o tres conductores rodeados de una
protección especial.

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 Rígidos: este tipo de cable es muy difícil de deformar.
 Flexibles: es que más se comercializa y el más utilizado, está compuesto por
muchísimos alambres finos, recubiertos por un material plástico. Deben su flexibilidad
a la gran cantidad de finísimos alambres finos.
 Planos: es un cable con muchos alambres conductores dispuestos paralelamente
cada uno junto a otro en el mismo plano lineal de forma plana.

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 Redondos: tienen una forma redondeada.
 Coaxial: su núcleo es chapado en cobre, está rodeado por un aislante dieléctrico y un
escudo tejido de cobre rodea la capa aislante.
 Trenzado: consiste en pares de alambres de cobre aislantes, los cuales están
trenzados alrededor del otro.
2.1.2 Conductores electrolíticos
Son todas aquellas soluciones que están constituidas por iones libres, que ayudan a la
conducción eléctrica de clase iónica.

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Este tipo de conductores están presentes en soluciones iónicas, ya que estas sustancias
electrolíticas son sometidas a disociaciones parciales o totales, para formar los iones que
serán portadores de carga.
El funcionamiento de los conductores electrolíticos se fundamenta en las reacciones
químicas y al desplazamiento de la materia, esto permite que el movimiento de los
electrones a través del camino de circulación sea habilitado por los iones libres.
2.1.3 Conductores gaseosos
Los gases que son sometidos previamente a un proceso de ionización se encuentran en
esta categoría, lo cual posibilita la conducción de electricidad a través de estos.
El aire en sí mismo actúa como un conductor de electricidad cuando, al producirse la ruptura
dieléctrica, favorece la formación de un medio conductor de electricidad para la formación de
rayos y descargas eléctricas.

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III. Describir y representar la estructura cristalina de los
materiales conductores.
GALIO
El galio se descubrió espectroscópicamente en 1875 por el químico francés Paul Émile
Lecoq de Boisbaudran y recibió su denominación en honor de Francia, que antiguamente se
llamaba Galia. Es uno de los elementos cuyas propiedades predijo Mendeléev (eka-
aluminio). Es un metal blando de color blanco argéntico. Es un elemento metálico que se
mantiene en estado líquido en un rango de temperatura más amplio que cualquier otro
elemento. El galio aparece en pequeñas cantidades en minerales de aluminio y zinc, pero
las fuentes más ricas contienen menos del 1%de galio. Su bajo punto de fusión y su alto
punto de ebullición lo hacen idóneo para fabricar termómetros de alta temperatura. La parte
más importante de la producción de galio sirve para la producción de arseniuro de galio, que
como material semiconductor en algunas aplicaciones es superior al silicio.

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GERMANIO
El germanio se descubrió por el químico alemán Clemens Alexander Winkler en 1866. Uno
de los elementos, cuyas propiedades predijo Mendeléev (eka-silicio). Su nombre proviene de
la Germania, nombre latino de Alemania. Es un semimetal gris plateado, duro y muy
quebradizo con una estructura parecida a la del diamante. Se utiliza ampliamente en
semiconductores. Debido a su transparencia frente a la radiación infrarroja es de gran
importancia para la espectroscopia. Se obtiene de la refinación del cobre, el zinc y el plomo.

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ARSENICO
El arsénico se descubrió por el químico alemán Alberto Magno en 1250. Su nombre procede
del griego arsenikos, varonil, macho o de 'arsenikon', el nombre griego del auripigmento,
mineral que contiene arsénico. Se presenta en varias formas alotrópicas de las cuales las
más importantes son el arsénico gris, de aspecto metálico, blando, frágil y buen conductor
del calor, y el arsénico amarillo, no metálico. Tanto él, como sus sales solubles, son tóxicos.
Se menudo están asociados con minerales de sulfuros, en especial los de cobre, plomo y
plata. Se utiliza para la fabricación de aleaciones con el plomo y el cobre, en agricultura
como insecticida (fungicida).

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SELENIO
El selenio se descubrió en 1817 por el químico sueco Jöns Jakob Berzelius en un residuo
del ácido sulfúrico. Su nombre deriva de Selene, nombre griego de la Luna. Es un metaloide
suave similar al azufre. Su apariencia varía desde el gris metálico hasta el rojo cristalino. El
selenio gris conduce la electricidad, aunque su conductividad varía con la intensidad
luminosa. En la naturaleza se encuentra en estado disperso, acompañando en pequeñas
proporciones al azufre. El selenio se usa en fotocopiadoras, semiconductores, aleaciones y
células solares.

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COBRE
El cobre era conocido en la prehistoria. Su nombre proviene de la isla de Chipre, donde
existía en la antigüedad una gran producción de objetos de cobre. Es uno de los metales de
mayor uso, de apariencia metálica y color pardo rojizo. Se encuentra en la naturaleza,
principalmente, combinado con el azufre; en estado nativo se presenta con gran rareza. El
cobre puro se emplea en electrotécnica debido a su alta conductividad eléctrica y térmica.
Tienen gran aplicación sus aleaciones con estaño y zinc (latón, bronce).

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NIQUEL
El níquel se ha usado como moneda en aleaciones de níquel-cobre durante varios miles de
años, pero no fue reconocido como una sustancia elemental hasta 1751 cuando el químico
sueco Axel Frederic Cronstedt lo aisló como metal. Su denominación proviene del nombre
mineral 'kupfernickel', que significa 'cobre inservible'. Es un elemento metálico magnético, de
aspecto blanco plateado, utilizado principalmente en aleaciones. Existe en la naturaleza
combinado con el azufre o en forma de minerales silicáticos. El níquel se usa principalmente
en aleaciones, y aporta dureza y resistencia a la corrosión en el acero. Es se emplea como
protector y como revestimiento ornamental de los metales. El níquel es también un
componente clave de las baterías de níquel-cadmio.

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HIERRO
El hierro fue descubierto en la prehistoria y era utilizado como adorno y para fabricar armas.
Se conoce con el nombre de edad del hierro al periodo en el que se comenzaron a utilizar
utensilios y armas de este metal. El símbolo Fe viene del latín ferrum. Es un elemento
metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado. Aunque el hierro no se encuentra
habitualmente libre en la Naturaleza, sólo en los meteoritos. Se utiliza en la fabricación de
acero y otras aleaciones. Es esencial para los humanos, ya que es la parte principal de la
hemoglobina, la cual transporta el oxígeno en la sangre. Sus óxidos se utilizan en cintas
magnéticas. El metal puro se produce en altos hornos poniendo una capa de piedra caliza.

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IV. Describir la estructura atómica de semiconductores
elementales: Silicio y Germanio
Silicio
El silicio es un elemento químico. Su símbolo es Si y su número atómico es el 14. Fue
descubierto en 1787 por Antoine Lavoisier. Su principal uso es en la fabricación
de vidrios para ventanas y aislantes. Este metaloide es el segundo elemento más abundante
en la corteza terrestre (27,7% en peso) después del oxígeno. Se presenta en forma amorfa y
cristalizada; el primero es un polvo parduzco, más activo que la variante cristalina, que se
presenta en octaedros de color azul grisáceo y brillo metálico.
Sus propiedades son intermedias entre las del carbono y el germanio. Aunque es un
elemento relativamente inerte y resiste la acción de la mayoría de los ácidos, reacciona con
los halógenos y álcalis diluidos. El silicio transmite más del 95% de las longitudes de onda
de la radiación infrarroja.
Estructura atómica del silicio

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Germanio
El germanio es un elemento químico. Su símbolo es Ge y su número atómico es el 32. Se
usa para construir amplificadores de guitarras eléctricas.
Es un metaloide sólido duro, cristalino, de color blanco grisáceo lustroso, quebradizo, que
conserva el brillo a temperaturas ordinarias. Presenta la misma estructura cristalina que
el diamante y resiste a los ácidos y álcalis.
Forma gran número de compuestos organometálicos y es un
importante material semiconductor utilizado en transistores y fotodetectores. A diferencia de
la mayoría de semiconductores, el germanio tiene una pequeña banda prohibida (band gap)
por lo que responde de forma eficaz a la radiación infrarroja y puede usarse en
amplificadores de baja intensidad.
Estructura atómica del germanio

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V. Describir la estructura atómica de dopantes: Boro, Galio,
Fósforo y Carbono
Dopado
Se llama así a la adición o sustracción de impurezas a un material semiconductor con el
propósito de producir una mejor o peor conducción.
El boro es un elemento químico. Su símbolo es B y su número atómico es el 5.
Este metaloide es un elemento que no abunda en la naturaleza. La mayor fuente de boro
son los boratos de depósitos evaporíticos, como el bórax.
El boro es un elemento con vacantes electrónicas en el orbital; por ello presenta una
acusada apetencia de electrones, de modo que sus compuestos se comportan a menudo
como ácidos de Lewis, reaccionando con rapidez con sustancias ricas en electrones. Entre
las características ópticas de este elemento, se incluye la transmisión de radiación infrarroja.
A temperatura ambiente, su conductividad eléctrica es pequeña, pero es buen conductor de
la electricidad a alta temperatura.
El nitruro de boro, un aislante eléctrico que conduce el calor tan bien como los metales, se
emplea en la obtención de materiales tan duros como el diamante. El boro tiene además
cualidades lubricantes similares al grafito y comparte con el carbono la capacidad de formar
redes moleculares mediante enlaces covalentes estables.

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Estructura atómica del boro
El galio es un elemento químico. Su símbolo es Ga y su número atómico es el 31.
Principalmente se emplea para la construcción de circuitos integrados y dispositivos
optoelectrónicos como diodos láser y LED.
El galio es un metal blando, grisáceo en estado líquido y plateado brillante al
solidificar, sólido deleznable a bajas temperaturas que funde a temperaturas cercanas a la
de la ambiente (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se lo agarra con
la mano por su bajo punto de fusión (28,56 °C). El rango de temperatura en el que
permanece líquido es uno de los más altos de los metales (2174 °C separan sus punto de
fusión y ebullición) y la presión de vapor es baja incluso a altas temperaturas. El metal se
expande un 3,1% al solidificar y flota en el líquido al igual que el hielo en el agua.
Estructura atómica del galio

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El fósforo es un elemento químico. Su símbolo es P y su número atómico es el 15. El
fósforo es importante para la agricultura, ya que forma los fosfatos empleados en la
producción de fertilizantes.
Es un no metal multivalente perteneciente al grupo del nitrógeno, que se encuentra en
la naturaleza combinado en fosfatos inorgánicos y en organismos vivos, pero nunca en
estado nativo. Es muy reactivo y se oxida espontáneamente en contacto con
el oxígeno atmosférico emitiendo luz, dando nombre al fenómeno de la fosforescencia.
Debido a su reactividad, el fósforo no se encuentra nativo en la naturaleza, pero forma parte
de numerosos minerales. La apatita es una importante fuente de fósforo, existiendo
importantes yacimientos en Marruecos, Rusia, los Estados Unidos y otros países.
Estructura atómica del fosforo
El carbono es un elemento químico. Su símbolo es C y su número atómico es el 6. Es el
elemento fundamental de la química orgánica, se conocen cerca de 16 millones
de compuestos de carbono, aumentando este número en unos 500.000 compuestos
por año. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza
en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante.
El principal uso industrial del carbono es como componente de hidrocarburos, especialmente
los combustibles fósiles (petróleo y gas natural). Del primero se obtienen, por destilación en
las refinerías, gasolinas, keroseno y aceites, siendo además la materia prima empleada en la
obtención de plásticos. El segundo se está imponiendo como fuente de energía por
su combustión más limpia.

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Estructura atómica del carbono
VI. Describir el comportamiento de los Semiconductores Tipo N y
P
6.1 Tipos de Semiconductores
Existen 2 tipos de semiconductores en cuanto a sus uniones los de tipo "P" y los de tipo "N".
Estos tipos de semiconductores permiten las uniones entre ellos y con materiales aislantes ,
las uniones que son recurrentes entre los materiales tienen espacios o huecos para NP, PN,
NPN, etc...
6.1.1 Semiconductores tipo "N". Impurezas donadoras.
A un semiconductor como el silicio se le pueden añadir un número de electrones en la banda
de conducción para convertirlo en un material semiconductor tipo "N" en donde "N" significa
la carga negativa de un electrón.
En la Figura, aparece reflejada la estructura de un cristal de Si que resulta cuando se ha
sustituido uno de sus átomos por otro que posee 5 e- de valencia. Dicho átomo encajará sin
mayores dificultades en la red cristalina del Si. Cuatro de sus 5 e- de valencia completarán la
estructura de enlaces, quedando el quinto e- débilmente ligado al átomo. A temperatura
ambiente, e incluso inferior, este e- se libera con facilidad y puede entonces moverse por la
red cristalina, por lo que constituye un portador. Es importante señalar que cuando se libera

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este e- , en la estructura de enlaces no queda ninguna vacante en la que pueda caer otro e-
ligado. A estos elementos que tienen la propiedad de ceder e- libres sin crear h+ al mismo
tiempo, se les denomina donantes o impurezas donadoras y hacen al semiconductor de tipo
n porque a dicha temperatura tenemos muchos más e- que h+ . Indudablemente siempre
tendremos algunos h+ que provienen de los enlaces covalentes rotos por la agitación
térmica. Es decir, en un semiconductor tipo n, los e- de conducción son los portadores
mayoritarios (aunque no exclusivos). Si un semiconductor intrínseco se dopa con impurezas
tipo n, no solo aumenta el número de e- , sino que además, el número de h+ disminuye por
debajo del que tenía el semiconductor intrínseco, ya que el gran número de e- presentes
aumenta la velocidad de recombinación de los e- y los h+ . Se cumple siempre:
p  n = ni 2 Ley de acción de masas
Esta ley tiene carácter general, cumpliéndose tanto en semiconductores intrínsecos como
extrínsecos, ya sean estos últimos de tipo n o de tipo p.
Fig. Red de cristal con un átomo de silicio desplazado por un átomo de impureza pentavalente.

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6.1.2 Semiconductor tipo "P". Impurezas aceptadoras.
Se le denomina al material que se le añaden impurezas a los huecos de los átomos y de
esta manera se convierte en un material tipo "P" en donde "P" significa las cargas positivas.
Un razonamiento similar se puede hacer cuando sustituimos un átomo de Si por otro que
tenga 3 e- de valencia (Figura 1.7.). Dicho átomo no completa la estructura de enlaces. De
ahí que a temperatura ambiente e incluso inferiores, un e- ligado de un átomo vecino pase a
ocupar dicha vacante completando, de esta forma, la estructura de enlaces y creando, al
mismo tiempo, un h+ . A estos elementos que tienen predisposición para aceptar e- ligados
se les conoce con el nombre de aceptadores o impurezas aceptadoras y se dicen que hacen
al material de tipo p ya que éste conduce, fundamentalmente (aunque no de forma
exclusiva), mediante los h+ . Por tanto, en un semiconductor de tipo p, los h+ son los
portadores mayoritarios y los e- los minoritarios, es decir, siempre existen unos pocos e- que
proceden de la rotura estadística de enlaces covalentes a dicha temperatura.
Fig. Red de cristal con un átomo de silicio desplazado por un átomo de impureza trivalente

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VII. La unión PN polarizada (Polarización directa y polarizada
inversa)
¿Qué es una unión PN?
Es una unión entre un semiconductor P y uno N a temperatura ambiente los huecos de la
zona P pasan por difusión hacia la zona N y los electrones de la zona N pasan a la zona P.
En la zona de la unión, huecos y electrones se recombinan quedando una estrecha zona de
transición con una distribución de carga debido a la presencia de los iones de las impurezas
y a la ausencia de huecos y electrones.
Se crea entonces un campo eléctrico que produce corrientes de desplazamiento, que
equilibran a las de difusión. A la diferencia de potencial correspondiente a este campo
eléctrico se le llama Potencial de Contacto.
7.1 Polarización directa de la unión PN
En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial,
permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo
polarizado directamente conduce la electricidad.
Se produce cuando se conecta el polo positivo de una batería a la parte P de la unión P - N y
el negativo a la N. En estas condiciones podemos observar que:
 El polo negativo de la batería repele los electrones libres del cristal n, con lo que estos
electrones se dirigen hacia la unión p-n.
 El polo positivo de la batería atrae a los electrones de valencia del cristal p, esto es
equivalente a decir que empuja los huecos hacia la unión p-n.
 Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batería es mayor que la
diferencia de potencial en la zona de carga espacial, los electrones libres del cristal n,
adquieren la energía suficiente para saltar a los huecos del cristal p, los cuales
previamente se han desplazado hacia la unión p-n.
 Una vez que un electrón libre de la zona n salta a la zona p atravesando la zona de
carga espacial, cae en uno de los múltiples huecos de la zona p convirtiéndose en
electrón de valencia. Una vez ocurrido esto el electrón es atraído por el polo positivo de
la batería y se desplaza de átomo en átomo hasta llegar al final del cristal p, desde el
cual se introduce en el hilo conductor y llega hasta la batería.
De este modo, con la batería cediendo electrones libres a la zona n y atrayendo electrones
de valencia de la zona p, aparece a través del diodo una corriente eléctrica constante hasta
que la batería se consume.

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Polarización directa del diodo p-n
7.2 Polarización inversa de la unión PN
En este caso, el polo negativo de la batería se conecta a la zona p y el polo positivo a la
zona n, lo que hace aumentar la zona de carga espacial, y la tensión en dicha zona hasta
que se alcanza el valor de la tensión de la batería, tal y como se explica a continuación:
 El polo positivo de la batería atrae a los electrones libres de la zona n, los cuales salen
del cristal n y se introducen en el conductor dentro del cual se desplazan hasta llegar a la
batería. A medida que los electrones libres abandonan la zona n, los átomos
pentavalentes que antes eran neutros, al verse desprendidos de su electrón en el orbital
de conducción, adquieren estabilidad (4 electrones en la capa de valencia,
ver semiconductor y átomo) y una carga eléctrica neta de +1, con lo que se convierten en
iones positivos.
 El polo negativo de la batería cede electrones libres a los átomos trivalentes de la zona
p. Recordemos que estos átomos sólo tienen 3 electrones de valencia, con lo que una
vez que han formado los enlaces covalentes con los átomos de silicio, tienen solamente
7 electrones de valencia, siendo el electrón que falta el denominado hueco. El caso es
que cuando los electrones libres cedidos por la batería entran en la zona p, caen dentro
de estos huecos con lo que los átomos trivalentes adquieren estabilidad (8 electrones en
su orbital de valencia) y una carga eléctrica neta de -1, convirtiéndose así en iones
negativos.
 Este proceso se repite una y otra vez hasta que la zona de carga espacial adquiere el
mismo potencial eléctrico que la batería.
En esta situación, el diodo no debería conducir la corriente; sin embargo, debido al efecto de
la temperatura se formarán pares electrón-hueco a ambos lados de la unión produciendo

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una pequeña corriente (del orden de 1 μA) denominada corriente inversa de saturación.
Además, existe también una denominada corriente superficial de fugas la cual, como su
propio nombre indica, conduce una pequeña corriente por la superficie del diodo; ya que en
la superficie, los átomos de silicio no están rodeados de suficientes átomos para realizar los
cuatro enlaces covalentes necesarios para obtener estabilidad. Esto hace que los átomos de
la superficie del diodo, tanto de la zona n como de la p, tengan huecos en su orbital de
valencia con lo que los electrones circulan sin dificultad a través de ellos. No obstante, al
igual que la corriente inversa de saturación, la corriente superficial de fugas es usualmente
despreciable. Sin embargo, existen ciertas aplicaciones especiales de bajo consumo donde
es necesario saber cuánto valen dichas corrientes.
Polarización inversa del diodo PN.

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VIII. BIBLIOGRAFIA

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