trabajo educativo de fis elec

1. FÍSICA ELECTRÓNICA
DOCENTE : RAUL REATEGUI
PRESENTADO POR:
DANIEL MANGO

2. INTRODUCCIÓN
1
2
3
1=Aislante
2=Semiconduct
or
3=Conductor
Un semiconductor se puede convertir en un conductor o en un
aislante dependiendo de la conveniencia

3. HUECOS Y ELECTRONES
Los Electrones y los Huecos se crean por pares. Las reglas de los
electrones es que se mueven hacia una dirección(en la imagen a la
derecha), de modo que es al revés para los huecos(en la imagen a la
Izquierda).

4. En un Semiconductor intrínseco, sus átomos se encuentran en
estado puro, sin impurezas. La concentración de electrones
para conducir es igual a la concentración de huecos.
En su estado normal el
semiconductor intrínseco
tomara la forma de un cristal
perfecto. Sus electrones están
alienados en su posición
original. Tal como se ve en la
imagen, en el caso del Silicio
Esto se da cuando el calor
sometido este a 0°C.

5. Modelo del Caso del Silicio
Electrones
Unión entre átomos
(Unión Covalente)
Como se puede observar en la
ilustración los átomos formados
sólo por Silicio. Se unen en sus
cuatro lados, formando enlaces
covalentes, para completar ocho
electrones y así formar un sólido
cristalino semiconductor. En estas
condiciones
el
Silicio
se
comportará como un aislante.

6. Electrón libre
Hueco
(h+)
(e-)
Cuando le aumentamos de
temperatura, los electrones
suelen desplazarse a la banda
de conducción, para funcionar
como electrones de conducción.
Al
liberarse
deja
un
hueco(partícula ficticia positiva
en la estructura cristalina. De
esta
forma
dentro
del
semiconductor encontramos el
electrón libre (e-) y el hueco
(h+).

7. Ha temperatura 0°C, los semiconductores son aislantes, no pasa
energía a la barra de conducción. Le aumentamos de temperatura
y habrá movimiento de electrones libres a la barra de conducción.
Y también habrá huecos resultantes del aporte de energía térmica.
El movimiento de electrones en el ambiente implica el movimiento
de cargas positivas hacia los huecos.

8. Es el tipo de Semiconductor que se crea artificialmente
añadiendo impurezas al Semiconductor Intrínseco y se denomina
dopado o extrínsecos. Los Semiconductores dopados pueden ser
de dos formas, el del tipo P, y del tipo N.
En la imagen tenemos un esquema de una pila. La parte positiva
intentará atraer(h+) a los electrones(e-)
Y producirá una corriente continua. Pero la conductividad es
baja, por ello tenemos dos posibilidades:
•Aplicar una tensión de valor superior.
•Introducir en el semiconductor electrones o huecos del exterior
La primera no seria factible, porque llegaríamos a lo mismo. En
cambio la segunda es sustituir algunos átomos de Silicio por el de
otros elementos, y ha este proceso se les llama dopado.

9. Consisten en introducir impurezas con menos electrones de
valencia que el material semiconductor base.
Por lo tanto quedaría huecos(h+) en el material debido a la
carencia de electrones de valencia del aceptador. Pero los huecos
facilitan que los electrones en la base se muevan rápidamente. En
el ejemplo anterior de la pila facilitaría el paso de energía
eléctrica. A este material obtenido se le llama semiconductor del
tipo P (positivo).
En la figura, tenemos al Silicio, al que se le ha agregado
impurezas del Boro, y por lo tanto tiene un electrón menos, y ha
dejado un hueco. Recuerde que la carencia de huecos ayuda a
que el material sea un buen conductor.

10. El resultado de un semiconductor P es, que se añade un pequeño
numero de átomos trivalentes (tres electrones en la última capa) a un
semiconductor intrínseco. Los aceptadores en este tipo de dopado
son:
El fósforo(P), El Aluminio(Al), El Galio(Ga), Indio(In).
Entonces el dopado tipo P, consiste en introducir nivel de energía
(h+) en la banda prohibida.
Hueco térmico
Hueco sobrante
Hueco sobrante
Electrón
térmico
Tomando
como
ejemplo al Silicio, que
tiene 4 electrones en
su capa exterior. Y le
sustituimos por el del
aluminio, este llenara
los huecos, pero al
tener
solo
3
electrones,
este
dejara
un
vacío(hueco).
Semiconductor P a temperatura de ambiente
Semiconductor P a muy baja Temperatura

11. Consiste en introducir impurezas con mayor
electrones que el material base. Como sabemos el
Silicio y el Germanio no ceden ni aceptan electrones
en su última órbita, no aceptan la circulación de
corriente eléctrica, por lo tanto se comportan como
aislantes.
La manera de solucionar esto es agregando un
elemento con cinco electrones en su última órbita,
de esta manera quedaría libre un electrón en toda
la estructura cristalina.
Como se observa en la imagen, El silicio con cuatro
electrones en su capa exterior, se ha sustituido por
el fósforo que tiene cinco electrones en su capa
exterior, los cuatro electrones del Fósforo sirven
para rellenar los huecos del Silicio y el quinto queda
libre.

12. Se obtiene añadiendo un pequeño numero de átomos pentavalentes(con
cinco electrones en su última capa) a un Semiconductor intrínseco.
Los donantes son:
El Fósforo(P), Arsénico(As), Antimonio(Sb).
Entonces este tipo de dopado consiste en introducir nivel de energía
Electrón
(e-)en la banda prohibida
sobrante
Electrón
Electrón
Térmico
sobrante
Hueco
Térmico
Semiconductor N a temperatura ambiente
Semiconductor N a muy baja temperatura

13. Banda Prohibida
Banda Prohibida

14. • http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Pa
ginas/Pagina4.htm
• http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semic
onductor_5.htm
• http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semic
onductor_8.htm
• http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/tipo-N.asp