Este documento trata sobre las propiedades electrónicas de los semiconductores. Explica que los semiconductores pueden convertirse en conductores o aislantes dependiendo de factores externos, y que contienen tanto electrones como huecos. También describe los diferentes tipos de dopaje que permiten manipular la conductividad de los semiconductores, y dispositivos clave como las junturas PN, los diodos, los transistores bipolares y de efecto de campo. Finalmente, presenta nuevos tipos de transistores como los de tunelamiento cuántico.

1. PROPIEDADES
ELECTRONICAS DE LOS
MATERIALES
SEMICONDUCTORES

2. INTRODUCCION
SEMICONDUCTORES
Un semiconductor se puede convertir en un conductor o en un
aislante dependiendo de la conveniencia
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3. HUECOS Y ELECTRONES
SEMICONDUCTORES
Los electrones y los huecos se crean por pares. Las reglas de
los electrones “van a revés” para los huecos.
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4. SEMICONDUCTOR
INTRINSECO
SEMICONDUCTORES
En un semiconductor intrínseco, la concentración de electrones
para conducir es igual a la concentración de huecos.
Ni = concentración de portadores en equilibrio
Para Si → Ni = 1.5 x 1010 1/cm3 a temperatura ambiente
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5. DOPAJES
SEMICONDUCTORES
> Los semiconductores se dopan para generar una mayor cantidad
de portadores
> Dopajes con elementos del grupo V: As, Sb, Bi → Donan e- (Nd)
> Dopajes con elementos del grupo III: B, Al, Ga → Donan h+ (Na)
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6. SEMICONDUCTORES
RESISTIVIDAD
1/
q n
n
> Para Si Intrínseco
p
p
640
m
Supongamos que dopamos con Na y Nd. Por conservación de la
carga
p0
Donde
Nd
n0
n0 p0
ni
Na
2
Normalmente solo Nd >> Na o Na >> Nd. En cada caso, cuando estas
cantidades son >> ni, entonces
n 0 Nd
ó
p0
Na
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7. RESISTIVIDAD (Cont)
SEMICONDUCTORES
Normalmente Si se dopa con Nd ≈ 1017 1/cm3 ≈ n0
Entonces hay un aumento en la conductividad de aproximadamente
7 ordenes de magnitud!
Podemos manipular un semiconductor y convertirlo en un metal!
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8. DIAGRAMA DE ENERGIA
n0
nie
( Ef
SEMICONDUCTORES
Ei ) / KT
Nivel de Fermi nos ayuda a medir la cantidad de portadores
disponibles para la conducción
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9. JUNTURA PN
Juntamos dos
manera abrupta
SEMICONDUCTORES
materiales
de
Difusión
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10. JUNTURA PN (Cont)
SEMICONDUCTORES
Lo más importante es la formación de la
zona de agotamiento
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11. DIAGRAMA ENERGIA JUNTURASEMICONDUCTORES
PN
En equilibrio
dEf
dx
0
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12. DIAGRAMAS PARA UNA JUNTURA
SEMICONDUCTORES
PN
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13. POLARIZACIÓN
SEMICONDUCTORES
qV D
ID
I O e nkT
1
Ec del diodo
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14. TRANSISTORES
SEMICONDUCTORES
Un transistor se diseña para funcionar
como un switch. Puede estar
conduciendo como un metal o no
conduciendo como un aislante
> BJT
> FET
> Transistores Modernos
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15. SEMICONDUCTORES
BJT (Bipolar Junction Transistor)
> Inventado en 1947 en Bell Laboratories.
> Ha revolucionado la electrónica, reemplazando los tubos de vacio
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16. FET (Field Effect Transistor)
SEMICONDUCTORES
> Base de la electrónica digital moderna
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17. SEMICONDUCTORES
TRANSISTOR DE TUNELAMIENTO
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18. SEMICONDUCTORES
SET (Single Electron Transistor)
La base de su funcionamiento es
el tunelaje
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19. SEMICONDUCTORES
SET (Single Electron Transistor)
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