1. LOS SEMICONDUCTORES
INTRÍNSECOS Y LOS
SEMICONDUCTORES DOPADOS
INGENIERÍA DE SISTEMAS E INFORMÁTICA
IV CICLO
CURSO : FÍSICA ELECTRÓNICA
ALUMNO: Richard ARMAS CASTAÑEDA

2. LOS SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS (2)
O Es un semiconductor puro. A temperatura ambiente se
comporta como un aislante porque solo tiene unos pocos
electrones libres y huecos debidos a la energía térmica.
O En un semiconductor intrínseco también hay flujos de
electrones y huecos, aunque la corriente total resultante
sea cero. Esto se debe a que por acción de la energía
térmica se producen los electrones libres y los huecos por
pares, por lo tanto hay tantos electrones libres como
huecos con lo que la corriente total es cero.
O Intrínseco indica un material semiconductor
extremadamente puro contiene una cantidad
insignificante de átomos de impurezas. Donde n=p=ni
(2) http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina4.htm

3. FLUJO ESTABLE DE ELECTRONES LIBRES Y HUECOS DENTRO
DEL SEMICONDUCTOR (3)
O Cuando los electrones libres
llegan la extremo derecho del
cristal, entran al conductor
externo (normalmente un hilo de
cobre) y circulan hacia el
terminal positivo de la batería.
Por otro lado, los electrones
libres en el terminal negativo de
la batería fluirían hacia el
extremos izquierdo del cristal. Así
entran en el cristal y se
recombinan con los huecos que
llegan al extremo izquierdo del
cristal. Se produce un flujo
estable de electrones libres y
huecos dentro del
semiconductor.
(3) http://quintonochea.wikispaces.com/semiconductores1

4. GENERACIÓN TÉRMICA DE PARES ELECTRÓN-HUECO (4)
O Si un electrón de valencia se
convierte en electrón de
conducción deja una posición
vacante, y si aplicamos un
campo eléctrico al
semiconductor, este “hueco”
puede ser ocupado por otro
electrón de valencia, que deja
a su vez otro hueco. Este
efecto es el de una carga +e
moviéndose en dirección del
campo eléctrico. A este
proceso le llamamos
‘generación térmica de pares(4) http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html

5. EJEMPLO
O El silicio en su modelo
bidimensional, Vemos como
cada átomo de silicio se rodea
de sus 4 vecinos próximos con
lo que comparte sus electrones
de valencia.
A 0ºK todos los electrones
hacen su papel de enlace y
tienen energías
correspondientes a la banda de
valencia. Esta banda estará
completa, mientras que la de
conducción permanecerá vacía.
Es cuando hablamos de que el
conductor es un aislante
perfecto.

6. LOS SEMICONDUCTORES DOPADOS
O El dopaje consiste en
sustituir algunos átomos de
silicio por átomos de otros
elementos. A estos últimos
se les conoce con el nombre
de impurezas. Dependiendo
del tipo de impureza con el
que se dope al
semiconductor puro o
intrínseco aparecen dos
clases de semiconductores.
(5)
O Semiconductor tipo P
O Semiconductor tipo N
Sentido del movimiento de un electrón y un
hueco en el silicio.
(5) http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp

7. CASO 1 DOPADO DE UN SEMICONDUCTOR (6)
O Impurezas de valencia 5
(Arsénico, Antimonio,
Fósforo). Tenemos un
cristal de Silicio dopado
con átomos de valencia 5
O Los átomo de valencia 5
tienen un electrón de más,
así con una temperatura
no muy elevada (a
temperatura ambiente por
ejemplo), el 5º electrón se
hace electrón libre. Esto
es, como solo se pueden
tener 8 electrones en la
órbita de valencia, el
átomo pentavalente suelta
un electrón que será libre.
(6) http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm

8. Caso 2
O Impurezas de valencia 3 (Aluminio,
Boro, Galio). Tenemos un cristal de
Silicio dopado con átomos de valencia
3.
O Los átomo de valencia 3 tienen un
electrón de menos, entonces como nos
falta un electrón tenemos un hueco.
Esto es, ese átomo trivalente tiene 7
electrones en la orbita de valencia. Al
átomo de valencia 3 se le llama "átomo
trivalente" o "Aceptor".
O A estas impurezas se les llama
"Impurezas Aceptoras". Hay tantos
huecos como impurezas de valencia 3 y
sigue habiendo huecos de generación
térmica (muy pocos). El número de
huecos se llama p (huecos/m3
). (7)
(7)
http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema
2/Paginas/Pagina5.htm

9. ELEMENTOS DOPANTES (8)
O Para los semiconductores del
Grupo IV como Silicio,
Germanio y Carburo de silicio,
los dopantes más comunes
son elementos del Grupo III o
del Grupo V. Boro, Arsénico,
Fósforo, y ocasionalmente
Galio, son utilizados para
dopar al Silicio.
(8) http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)
Ejemplo de dopaje de Silicio por el
Fósforo (dopaje Tipo N). En el caso del
Fósforo, se dona un electrón

10. EJEMPLO DE DOPAJE «TIPO P»
O El siguiente es un ejemplo
de dopaje de Silicio por el
Boro (P dopaje). En el caso
del boro le falta un electrón
y, por tanto, es donado un
hueco de electrón.La
cantidad de portadores
mayoritarios será función
directa de la cantidad de
átomos de impurezas
introducidos.
En el doping tipo p, la creación de agujeros,
es alcanzada mediante la incorporación en el
silicio de átomos con 3 electrones de
valencia, generalmente se utiliza boro.(9)
(9)
http://ecotecnologias.wordpress.com/tag/celda
s-solares/

11. CONCLUSIONES
En la producción de
semiconductores, se
denomina dopaje al
proceso intencional de
agregar impurezas en un
semiconductor
extremadamente puro
(también referido como
intrínseco) con el fin de
cambiar sus propiedades
eléctricas. Las impurezas
utilizadas dependen del
tipo de semiconductores
a dopar.
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. En
ese caso, la cantidad de huecos
que dejan los electrones en la
banda de valencia al atravesar
la banda prohibida será igual a
la cantidad de electrones libres
que se encuentran presentes
en la banda de conducción