1. Edwin Ramos Rodriguez
Los semiconductores intrínsecos y los
semiconductores dopados

2. INTRODUCCIÓN
 Un semiconductor es un material o compuesto que
tiene propiedades aislantes o conductoras. Unos
de los elementos más usados como
semiconductores son el silicio, el germanio y
selenio, además hay otros que no son elementos
como los mencionados anteriormente si no que son
compuestos como lo son el Arseniuro de Galio, el
Telururo de Plomo y el Seleniuro de Zinc.(1)
(1) http://fisicadesemiconductores.blogspot.com/

3. LOS SEMICONDUCTORES
INTRÍNSECOS (2)
 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.
 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

4. FLUJO ESTABLE DE ELECTRONES LIBRES Y
HUECOS DENTRO DEL SEMICONDUCTOR (3)
 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

5. GENERACIÓN TÉRMICA DE PARES
ELECTRÓN-HUECO (4)
 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
electrón-hueco’
(4) http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html

6. EJEMPLO
 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.

7. LOS SEMICONDUCTORES DOPADOS
 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)
 Semiconductor tipo P
 Semiconductor tipo N
Sentido del movimiento de un electrón y un
hueco en el silicio.
(5) http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp

8. CASO 1 DOPADO DE UN SEMICONDUCTOR (6)
 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.
(6) http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm

9. CASO 2
 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). (7)
(7)
http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2
/Paginas/Pagina5.htm

10. ELEMENTOS DOPANTES (8)
 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

11. EJEMPLO DE DOPAJE «TIPO P»
 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/celd
as-solares/

12. 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