1. SEMICONDUCTORES
Los "semiconductores" como el silicio (Si), el germanio (Ge) y el selenio
(Se), por ejemplo, constituyen elementos que poseen características
intermedias entre los cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no se
consideran ni una cosa, ni la otra. Sin embargo, bajo determinadas
condiciones esos mismos elementos permiten la circulación de la corriente
eléctrica en un sentido, pero no en el sentido contrario. Esa propiedad se
utiliza para rectificar corriente alterna, detectar señales de radio, amplificar
señales de corriente eléctrica, funcionar como interruptores o compuertas
utilizadas en electrónica digital, etc.
El Semiconductor es un elemento que se
comporta como un conductor o como aislante
dependiendo de diversos factores, como por
ejemplo 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 adjunta.

2. Lugar que ocupan en la Tabla Periódica los trece elementos
con. características de semiconductores, identificados con su
correspondiente. número atómico y grupo al que pertenecen.
Los que aparecen con fondo.
gris corresponden a “metales”, los de fondo verde a
“metaloides” y los de. fondo azul a “no metales”.
TABLA DE ELEMENTOS SEMICONDUCTORES

3. SEMICONDUCTORES "INTRÍNSECOS"
Se dice que 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.
Como se puede observar en la ilustración,
en el caso de los semiconductores el
espacio correspondiente a la banda
prohibida es mucho más estrecho en
comparación con los materiales aislantes.
La energía de salto de banda (Eg)
requerida por los electrones para saltar de
la banda de valencia a la de conducción es
de 1 eV aproximadamente. En los
semiconductores de silicio (Si), la energía
de salto de banda requerida por los
electrones es de 1,21 eV, mientras que en
los de germanio (Ge) es de 0,785 eV.
http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_3.htm

4. SEMICONDUCTORES "INTRÍNSECOS"
Estructura cristalina de un
semiconductor intrínseco, compuesta
solamente 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.
http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_4.htm

5. SEMICONDUCTORES "INTRÍNSECOS"
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.

6. SEMICONDUCTORES "EXTRÍNSECOS"
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".
En la actualidad el elemento más utilizado para
fabricar semiconductores para el uso de la
industria electrónica es el cristal de silicio (Si)
por ser un componente relativamente barato de
obtener. La materia prima empleada para
fabricar cristales semiconductores de silicio es
la arena, uno de los materiales más abundantes
en la naturaleza. En su forma industrial primaria
el cristal de silicio tiene la forma de una oblea
de muy poco grosor (entre 0,20 y 0,25 mm
aproximadamente), pulida como un espejo.
http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_5.htm

7. SEMICONDUCTORES "EXTRÍNSECOS"
A la izquierda se muestra la ilustración de una oblea (wafer) o cristal
semiconductor de. silicio pulida con brillo de espejo, destinada a la
fabricación de transistores y circuitos. integrados. A la derecha aparece la
cuarta parte de la oblea conteniendo cientos de. minúsculos dados o
“chips”, que se pueden obtener de cada una. Esos chips son los. que
después de pasar por un proceso tecnológico apropiado se convertirán en.
transistores o circuitos integrados. Una vez que los chips se han convertido
en. transistores o circuitos integrados serán desprendidos de la oblea y
colocados dentro. de una cápsula protectora con sus correspondientes
conectores externos.

8. SEMICONDUCTORES "EXTRÍNSECOS"
Durante mucho tiempo se empleó también el selenio (S)
para fabricar diodos semiconductores en forma de placas
rectangulares, que combinadas y montadas en una
especie de eje se empleaban para rectificar la corriente
alterna y convertirla en directa. Hoy en día, además del
silicio y el germanio, se emplean también combinaciones
de otros elementos semiconductores presentes en la
Tabla Periódica.
Placa individual de 2 x 2 cm de área, correspondiente a
un antiguo diodo de selenio.
Lente (señalada con la flecha) detrás de la cual se
encuentra instalado un diodo láser de arseniuro de
galio (GaAs) empleado para leer datos de texto,
presentaciones multimedia o música grabada en
un CD. En esta ilustración el. CD se ha sustituido
por un disco similar transparente de plástico
común.

9. CONVERSIÓN DEL SILICIO EN SEMICONDUCTOR
"TIPO-N" O EN "TIPO-P"
Tanto los cristales de silicio (Si) como los de germanio (Ge) en estado puro se pueden
convertir en dispositivos semiconductores, capaces de conducir la corriente eléctrica si
para ello alteramos su estructura molecular cristalina introduciendo ciertas cantidades de
"impurezas".
SEMICONDUCTOR DE SILICIO "TIPO-N"
Estructura cristalina compuesta por átomos de silicio
(Si) formando una celosía. Como se puede observar,
esta estructura se ha dopado añadiendo átomos de
antimonio (Sb) para crear un material semiconductor
“extrínseco”. Los átomos de silicio (con cuatro
electrones en la última órbita o banda de valencia) se
unen formando enlaces covalentes con los átomos de
antimonio (con cinco en su última órbita banda de
valencia). En esa unión quedará un electrón libre
dentro de la estructura cristalina del silicio por cada
átomo de antimonio que se haya añadido. De esa
forma el cristal. de silicio se convierte en material
semiconductor tipo-N (negativo) debido al exceso
electrones libres con cargas negativas presentes en
esa estructura.

10. SEMICONDUCTOR "TIPO-N"
Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de
dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder
aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso negativos
o electrones).
Cuando se añade el material dopante, aporta sus electrones más
débilmente vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de
agente dopante es también conocido como material donante, ya que da
algunos de sus electrones.

11. SEMICONDUCTOR DE SILICIO "TIPO-P"
Estructura cristalina compuesta por
átomos de silicio (Si). que forman,
como en el caso anterior, una
celosía, dopada. ahora con átomos
de galio (Ga) para formar un.
semiconductor “extrínseco”. Como se
puede observar en. la. ilustración, los
átomos de silicio (con cuatro
electrones en. la. última órbita o
banda de valencia) se unen
formando. enlaces covalente con los
átomos de galio (con tres. electrones
en su banda de valencia). En esas
condiciones. quedará un hueco con
defecto de electrones en la.
estructura. cristalina de silicio,
convirtiéndolo en un. semiconductor
tipo-P (positivo) provocado por el
defecto de. electrones en la
estructura.

12. Un Semiconductor tipo P se obtiene
llevando a cabo un proceso de
dopado, añadiendo un cierto tipo de
átomos al semiconductor para poder
aumentar el número de portadores
de carga libres (en este caso
positivos o huecos).
SEMICONDUCTOR "TIPO-P"
Cuando se añade el material dopante libera
los electrones más débilmente vinculados de
los átomos del semiconductor. Este agente
dopante es también conocido como material
aceptor y los átomos del semiconductor que
han perdido un electrón son conocidos como
huecos.