1. SEMICONDUCTORES INTRINSECOS Y
DOPADOS
CURSO : FISICA ELECTRONICA
ALUMNO : VÁSQUEZ CABRERA ROBERT JAIME

2. SEMICONDUCTORES
INTRINSECOS
Un semiconductor intrínseco
es un semiconductor puro. Un
cristal de silicio es un
semiconductor intrínseco si
cada átomo en el cristal es un
átomo de silicio.
Los principales materiales
que presentan propiedades
semiconductoras son
elementos simples, como el
silicio (Si) , y el germanio (Ge) .

3. BANDAS DE
ENERGIA DE UN
SEMICONDUCTOR
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.

4. FLUJO DE ELECTRONES
En el silicio (Si) cada átomo esta unido a otros
cuatro átomos compartiendo sus electrones
de valencia.
Al aplicarle energía externa, ya sea de calor o
de luz, es posible liberar electrones hacia la
banda de conducción, los cuales pueden
producir una corriente eléctrica .

5. CRISTAL DE
SILICIO
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. PORTADORES DE CARGA
La excitación de un
electrón a la banda de
conducción implica la
ruptura de un enlace en
algún punto del solido
cristalino, originándose
un estado vacante o
hueco, que tendrá carga
positiva y posee
movilidad en el interior
del solido.

7. De tal manera, la movilidad de los huecos se
explica si se tiene en cuenta que los
electrones que se encuentran en enlaces
próximos saltan a este hueco , dejando a tras
un nuevo hueco .
A partir de estos hechos se aprecia la
importancia del hueco como entidad, con un
comportamiento similar al de los electrones.
Tal es así que, desde el punto de vista
cuantitativo el hueco puede considerarse
como una partícula que posee carga igual al
del electrón pero de signo positivo.
Estas características hacen que tanto los
huecos como los electrones de un
semiconductor intrínseco sean denominados
indistintamente portadores de carga o
portadores intrínsecos .

8. SEMICONDUCTORES EXTRINSECOS
O DOPADOS
Un semiconductor extrínseco o dopado
es cuando a un semiconductor
intrínseco sele añaden átomos de
impurezas para modificar su
conductividad eléctrica.
Esto a dado lugar al desarrollo de los
“semiconductores extrínsecos o
dopados”.

9. 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.

10. SEMICONDUCTORES TIPO “N”
Como ya conocemos, ni los átomos de silicio, ni
los de germanio en su forma cristalina ceden ni
aceptan electrones en su última órbita; por tanto,
no permiten la circulación de la corriente eléctrica,
por tanto, se comportan como materiales aislantes.
Al silicio que ha sido impurificado con una
impureza pentavalente se le llama semiconductor
tipo “n” , donde la “n” representa negativo.

11. Estructura cristalina compuesta por átomos
de silicio (Si) formando una celosía. Como
se puede observar, esta estructura se ha
dopado añadiendo átomos de antimonio
(Sb) para crear un material semiconductor
“extrínseco”. Los átomos de silicio (con
cuatro electrones en la última órbita o banda
de valencia) se unen formando enlaces
covalentes con los átomos de antimonio
(con cinco en su última órbita banda de
valencia). En esa unión quedará un electrón
libre dentro de la estructura cristalina del
silicio por cada átomo de antimonio que se
haya añadido. De esa forma el cristal. de
silicio se convierte en material
semiconductor tipo-N (negativo) debido al
exceso electrones libres con cargas
negativas presentes en esa estructura.

12. SEMICONDUCTORES TIPO “P”
Si en lugar de introducir átomos pentavalentes al
cristal de silicio o de germanio lo dopamos
añadiéndoles átomos o impurezas trivalentes como
de galio (Ga) (elemento perteneciente al Grupo IIIa
de la Tabla Periódica con tres electrones en su
última órbita o banda de valencia), al unirse esa
impureza en enlace covalente con los átomos de
silicio quedará un hueco o agujero, debido a que
faltará un electrón en cada uno de sus átomos para
completar los ocho en su última órbita.

13. Estructura cristalina compuesta por átomos
de silicio (Si) que forman, como en el caso
anterior, una celosía, dopada ahora con
átomos de galio (Ga) para formar un
semiconductor “extrínseco”. Como se puede
observar en la ilustración, los átomos de
silicio (con cuatro electrones en la última
órbita o banda de valencia) se unen
formando enlaces covalente con los átomos
de galio (con tres electrones en su banda de
valencia). En esas condiciones quedará un
hueco con defecto de electrones en la
estructura cristalina de silicio, convirtiéndolo
en un semiconductor tipo-P (positivo)
provocado por el defecto de electrones en la
estructura.

14. MECANISMO DE CONDUCCIÓN EN UN
SEMICONDUCTOR
Cuando a un elemento semiconductor le
aplicamos una diferencia de potencial o
corriente eléctrica, se producen dos flujos
contrapuestos: uno producido por el
movimiento de electrones libres que
saltan a la “banda de conducción” y otro
por el movimiento de los huecos que
quedan en la “banda de valencia” cuando
los electrones saltan a la banda de
conducción.
Si analizamos el movimiento que se produce dentro de la estructura cristalina
del elemento semiconductor, notaremos que mientras los electrones se
mueven en una dirección, los huecos o agujeros se mueven en sentido
inverso. Por tanto, el mecanismo de conducción de un elemento
semiconductor consiste en mover cargas negativas (electrones) en un sentido
y cargas positivas (huecos o agujeros) en sentido opuesto.
Ese mecanismo de movimiento se denomina "conducción propia del
semiconductor", que para las cargas negativas (o de electrones) será
"conducción N", mientras que para las cargas positivas (de huecos o
agujeros), será "conducción P".

15. FUENTES DE INFORMACIÓN DE
IMAGENES
www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_4.htm
www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_5.htm
www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_7.htm
www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_8htm
http://termodinamica2012.wikispaces.com/Electa%C3%B3nica+Anal%C3
%B3gica
http://eswikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_de_semiconductores
http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925813.html