2. INTRODUCCIÓN DE SEMICONDUCTOR Y MATERIALES
SEMICONDUCTORES
Es un elemento que se comporta como un conductor o como aislante
dependiendo de diversos factores, un ejemplo es el campo eléctrico
o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura
del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos
semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla 1.1.
El elemento semiconductor más usado es el silicio, el segundo el
germanio.

3. SEMICONDUCTOR INTRÍNSECOS
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.
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.
En esta grafica podemos ver en que dirección
se mueven los electrones y los huecos en un
semiconductor intrínseco.

4. ESTRUCTURA CRISTALINA EN UN
SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO
Compuesta 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.

5. DOS PRINCIPALES SEMICONDUCTORES SI , GE
Como vemos los
semiconductores se
caracterizan por tener una
parte interna con carga + 4 y 4
electrones de valencia.

6. DOPADO DE UN SEMICONDUCTOR
Cuando a la estructura molecular
cristalina del silicio o del germanio se le
introduce cierta alteración, esos
elementos semiconductores permiten el
paso de la corriente eléctrica por su
cuerpo en una sola dirección. Para hacer
posible, la estructura molecular del
semiconductor se dopa mezclando los
átomos de silicio o de germanio con
pequeñas cantidades de átomos de otros
elementos o "impurezas".
Para aumentar la conductividad en pocas
palabras que sea más conductor de un
Semiconductor, se le suele dopar o
añadir átomos de impurezas a un
semiconductor intrínseco, este
semiconductor dopado es un
semiconductor extrínseco.

7. Impurezas de valencia 5 (Arsénico,
Antimonio, Fósforo). Tenemos un cristal de
Silicio dopado con átomos de valencia 5.
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.
Siguen dándose las reacciones anteriores. Si
metemos 1000 átomos de impurezas
tendremos 1000 electrones más los que se
hagan libres por generación térmica (muy
pocos).
A estas impurezas se les llama "Impurezas
Donadoras". El número de electrones libres
se llama n (electrones libres/m3).
EJEMPLOS 1 DE DOPADO

8. Impurezas de valencia 3 (Aluminio, Boro,
Galio). Tenemos un cristal de Silicio dopado
con átomos de valencia 3.
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".
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).
EJEMPLOS 2 DE DOPADO

9. Hay dos tipos de semiconductores que están
dopados, esto es que tienen impurezas y
dependen de que tipo de impurezas tengan.
SEMICONDUCTORES TIPO N Y P

10. Es el que está impurificado con
impurezas "Donadoras", que son
impurezas pentavalentes. Como los
electrones superan a los huecos en un
semiconductor tipo n, reciben el nombre
de "portadores mayoritarios", mientras
que a los huecos se les denomina
"portadores minoritarios".
Al aplicar una tensión al semiconductor
de la figura, los electrones libres dentro
del semiconductor se mueven hacia la
izquierda y los huecos lo hacen hacia la
Los electrones libres de la figura circulan derecha. Cuando un hueco llega al
hacia el extremo izquierdo del cristal,
donde entran al conductor y fluyen hacia extremo derecho del cristal, uno de los
el positivo de la batería. electrones del circuito externo entra al
semiconductor y se recombina con el
hueco.
SEMICONDUCTORES TIPO N

11. Es el que está impurificado con
impurezas "Aceptoras", que son
impurezas trivalentes. Como el número
de huecos supera el número de
electrones libres, los huecos son los
portadores mayoritarios y los electrones
libres son los minoritarios.
En el circuito hay también un flujo Al aplicarse una tensión, los electrones
de portadores minoritarios. Los libres se mueven hacia la izquierda y los
electrones libres dentro del
semiconductor circulan de derecha a huecos lo hacen hacia la derecha. En la
izquierda. Como hay muy pocos figura, los huecos que llegan al extremo
portadores minoritarios, su efecto es derecho del cristal se recombinan con
casi despreciable en este circuito.
los electrones libres del circuito externo.
SEMICONDUCTORES TIPO P