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Semiconductor es un elemento 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.
 Intrínsecos
                 Extrínsecos
Se dice que un semiconductor es “intrínseco”
cuando se encuentra en estado puro, o sea, que
no contiene ninguna impureza, ni átomos de otro
tipo dentro de su estructura.

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 de la atracción que
ejerce el núcleo del átomo sobre los mismos.
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.
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.
la actualidad el elemento más
utilizado       para       fabricar
semiconductores para el uso de
la industria electrónica es el
cristal de silicio (Si) por ser un
componente          relativamente
barato de obtener. La materia
prima empleada para fabricar
cristales semiconductores de
silicio es la arena, uno de los
materiales más abundantes en
la naturaleza. En su forma
industrial primaria el cristal de
silicio tiene la forma de una
oblea       de      muy       poco
grosor (entre 0,20 y 0,25 mm
aproximadamente),            pulida
como un espejo.
Durante mucho tiempo se
empleó también el selenio (S)
para        fabricar       diodos
semiconductores en forma de
placas     rectangulares,     que
combinadas y montadas en una
especie de eje se empleaban
para rectificar la corriente
alterna y convertirla en directa.
Hoy en día, además del silicio y
el    germanio,    se    emplean
también combinaciones de otros
elementos        semiconductores
presentes en la Tabla Periódica.
Placa individual de 2 x 2 cm de
área, correspondiente a un
antiguo diodo de selenio.
El caso del silicio (Si) y el germanio (Ge) cuando se encuentran en estado
puro, es decir, como elementos intrínsecos, los electrones de su última
órbita tienden a unirse formando "enlaces covalentes", para adoptar una
estructura     cristalina.    Los   átomos     de    cualquier   elemento,
independientemente de la cantidad de electrones que contengan en su
última órbita, tratan siempre de completarla con un máximo de ocho, ya sea
donándolos o aceptándolos, según el número de valencia que le corresponda
a cada átomo en específico.
Tanto los cristales de silicio (Si) como los de germanio (Ge) en estado puro se
pueden convertir en dispositivos semiconductores, capaces de conducir la
corriente eléctrica si para ello alteramos su estructura molecular cristalina
introduciendo          ciertas         cantidades        de        "impurezas".

Para realizar ese cambio será necesario introducir átomos de otros elementos
semiconductores apropiados que posean tres electrones en su banda de
valencia o última órbita (átomos trivalentes) o también cinco electrones en
esa propia órbita (átomos pentavalentes). A tales efectos se consideran
impurezas los siguientes elementos con átomos trivalentes: aluminio (Al),
galio (Ga) e indio (In). También se consideran impurezas los átomos
pentavalentes de arsénico (As), fósforo (P) o de antimonio
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.

Pero si la estructura cristalina de uno de esos elementos semiconductores la
dopamos añadiéndole una pequeña cantidad de impurezas provenientes de
átomos de un metaloide como, por ejemplo, antimonio (Sb) (elemento
perteneciente los elementos semiconductores del Grupo Va de la Tabla
Periódica, con cinco electrones en su última órbita o banda de
valencia), estos átomos se integrarán a la estructura del silicio y compartirán
cuatro de sus cinco electrones con otros cuatro pertenecientes a los átomos
de silicio o de germanio, mientras que el quinto electrón restante del
antimonio, al quedar liberado, se podrá mover libremente dentro de toda la
estructura cristalina. De esa forma se crea un semiconductor extrínseco tipo-
N, o negativo, debido al exceso de electrones libres existentes dentro de la
estructura cristalina del material semiconductor.
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. En este caso, el átomo de galio tendrá que captar los
electrones faltantes, que normalmente los aportarán los átomos de
silicio, como una forma de compensar las cargas eléctricas. De esa
forma el material adquiere propiedades conductoras y se convierte
en un semiconductor extrínseco dopado tipo-P (positivo), o
aceptante, debido al exceso de cargas
Cuando aplicamos una
diferencia de potencial a
un. Elemento
Semiconductor, se establece
una. “corriente de
electrones” en un sentido y
otra. "corriente de huecos”
en sentido opuesto.
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 aplicamos una
tensión al cristal de
silicio, el positivo de la
pila intentará atraer
los electrones y el
negativo los huecos
favoreciendo así la
aparición de una
corriente a través del
circuito
Ahora bien, esta corriente que aparece es de
muy pequeño valor, pues son pocos los electrones
que podemos arrancar de los enlaces entre los
átomos de silicio. Para aumentar el valor de
dicha corriente tenemos dos posibilidades:
Aplicar una tensión de valor superior
Introducir previamente en el semiconductor
electrones o huecos desde el exterior
La primera solución no es factible pues, aún
aumentando mucho el valor de la tensión
aplicada, la corriente que aparece no es de
suficiente valor. La solución elegida es la
segunda.
En este segundo caso se dice que el
semiconductor está "dopado".
   http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor
   http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor
    _9.htm
   http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html
   http://www.uv.es/candid/docencia/ed_tema-02.pdf
   http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp
   http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pag
    ina5.htm

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Semiconductores: propiedades y tipos

  • 1.
  • 2. Semiconductor es un elemento 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.
  • 3.
  • 4.  Intrínsecos Extrínsecos Se dice que un semiconductor es “intrínseco” cuando se encuentra en estado puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, ni átomos de otro tipo dentro de su estructura. 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 de la atracción que ejerce el núcleo del átomo sobre los mismos.
  • 5. 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.
  • 6. 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.
  • 7. la actualidad el elemento más utilizado para fabricar semiconductores para el uso de la industria electrónica es el cristal de silicio (Si) por ser un componente relativamente barato de obtener. La materia prima empleada para fabricar cristales semiconductores de silicio es la arena, uno de los materiales más abundantes en la naturaleza. En su forma industrial primaria el cristal de silicio tiene la forma de una oblea de muy poco grosor (entre 0,20 y 0,25 mm aproximadamente), pulida como un espejo.
  • 8. Durante mucho tiempo se empleó también el selenio (S) para fabricar diodos semiconductores en forma de placas rectangulares, que combinadas y montadas en una especie de eje se empleaban para rectificar la corriente alterna y convertirla en directa. Hoy en día, además del silicio y el germanio, se emplean también combinaciones de otros elementos semiconductores presentes en la Tabla Periódica. Placa individual de 2 x 2 cm de área, correspondiente a un antiguo diodo de selenio.
  • 9.
  • 10. El caso del silicio (Si) y el germanio (Ge) cuando se encuentran en estado puro, es decir, como elementos intrínsecos, los electrones de su última órbita tienden a unirse formando "enlaces covalentes", para adoptar una estructura cristalina. Los átomos de cualquier elemento, independientemente de la cantidad de electrones que contengan en su última órbita, tratan siempre de completarla con un máximo de ocho, ya sea donándolos o aceptándolos, según el número de valencia que le corresponda a cada átomo en específico.
  • 11. Tanto los cristales de silicio (Si) como los de germanio (Ge) en estado puro se pueden convertir en dispositivos semiconductores, capaces de conducir la corriente eléctrica si para ello alteramos su estructura molecular cristalina introduciendo ciertas cantidades de "impurezas". Para realizar ese cambio será necesario introducir átomos de otros elementos semiconductores apropiados que posean tres electrones en su banda de valencia o última órbita (átomos trivalentes) o también cinco electrones en esa propia órbita (átomos pentavalentes). A tales efectos se consideran impurezas los siguientes elementos con átomos trivalentes: aluminio (Al), galio (Ga) e indio (In). También se consideran impurezas los átomos pentavalentes de arsénico (As), fósforo (P) o de antimonio
  • 12. 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. Pero si la estructura cristalina de uno de esos elementos semiconductores la dopamos añadiéndole una pequeña cantidad de impurezas provenientes de átomos de un metaloide como, por ejemplo, antimonio (Sb) (elemento perteneciente los elementos semiconductores del Grupo Va de la Tabla Periódica, con cinco electrones en su última órbita o banda de valencia), estos átomos se integrarán a la estructura del silicio y compartirán cuatro de sus cinco electrones con otros cuatro pertenecientes a los átomos de silicio o de germanio, mientras que el quinto electrón restante del antimonio, al quedar liberado, se podrá mover libremente dentro de toda la estructura cristalina. De esa forma se crea un semiconductor extrínseco tipo- N, o negativo, debido al exceso de electrones libres existentes dentro de la estructura cristalina del material semiconductor.
  • 13. 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. En este caso, el átomo de galio tendrá que captar los electrones faltantes, que normalmente los aportarán los átomos de silicio, como una forma de compensar las cargas eléctricas. De esa forma el material adquiere propiedades conductoras y se convierte en un semiconductor extrínseco dopado tipo-P (positivo), o aceptante, debido al exceso de cargas
  • 14. Cuando aplicamos una diferencia de potencial a un. Elemento Semiconductor, se establece una. “corriente de electrones” en un sentido y otra. "corriente de huecos” en sentido opuesto.
  • 15. 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
  • 16. Si aplicamos una tensión al cristal de silicio, el positivo de la pila intentará atraer los electrones y el negativo los huecos favoreciendo así la aparición de una corriente a través del circuito
  • 17. Ahora bien, esta corriente que aparece es de muy pequeño valor, pues son pocos los electrones que podemos arrancar de los enlaces entre los átomos de silicio. Para aumentar el valor de dicha corriente tenemos dos posibilidades: Aplicar una tensión de valor superior Introducir previamente en el semiconductor electrones o huecos desde el exterior La primera solución no es factible pues, aún aumentando mucho el valor de la tensión aplicada, la corriente que aparece no es de suficiente valor. La solución elegida es la segunda. En este segundo caso se dice que el semiconductor está "dopado".
  • 18. http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor  http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor _9.htm  http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html  http://www.uv.es/candid/docencia/ed_tema-02.pdf  http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp  http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pag ina5.htm