fisica Electronica

2. Los semiconductores son elementos que tienen una
conductividad eléctrica inferior a la de un
conductor metálico pero superior a la de un buen
aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio,
que es el más abundante en la naturaleza,
después del oxígeno. Otros semiconductores son
el germanio y el selenio.

3. SEMICONDUCTORES 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.
La tensión aplicada en la figura forzará a los electrones libres a
circular hacia la derecha (del terminal negativo de la pila al positivo) y
a los huecos hacia la izquierda.

4. INTRÍNSECOS:
Son aquellos materiales que son puros, que no tiene
impurezas.

5. En este applet podemos ver mediante una animación en que
dirección se mueven los electrones y los huecos en un
semiconductor intrínseco.

6. 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.

7. Son aquellos que contienen impurezas que afectan su carga
eléctrica. Para obtenerlos es necesario hacer pasar un material
puro, por un proceso de dopado.
Al realizar dicho dopado se pueden obtener dos tipos de
material:

8. Tipo N: cuando dopamos el cristal puro de silicio con un
pequeñísimo porcentaje de Fosforo (quedando así un
material extrínseco de carga negativa). Es portador
mayoritario de electrones y minoritario de “huecos”.

9. Tipo P: cuando dopamos el cristal puro de silicio con un
pequeñísimo porcentaje de Boro (quedando así un material
extrínseco de carga positiva).Es portador mayoritario de
“huecos” y minoritario de electrones.

10. Semiconductor tipo n
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 derecha. Cuando un hueco llega al
extremo derecho del cristal, uno de
los electrones del circuito externo
entra al semiconductor y se
recombina con el hueco.

11. Los electrones libres de la figura circulan hacia el extremo
izquierdo del cristal, donde entran al conductor y fluyen hacia el
positivo de la batería.

12. Semiconductor tipo p
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.
Al aplicarse una tensión, los
electrones libres se mueven hacia
la izquierda y los huecos lo hacen
hacia la derecha. En la figura, los
huecos que llegan al extremo
derecho del cristal se recombinan
con los electrones libres del
circuito externo.

13. En el circuito hay también un flujo de portadores minoritarios. Los
electrones libres dentro del semiconductor circulan de derecha a
izquierda. Como hay muy pocos portadores minoritarios, su efecto es
casi despreciable en este circuito.

14. DIODO
SEMICONDUCTOR:
Construido con dos
placas de cristal
semiconductor, una
de cristal tipo N y la
otra de tipo P.
· Polarización nula:
Es aquella en la
que no hay una
corriente o voltaje
aplicados (sin
polarizar).

15. • Polarización inversa:
Es aquella en la que se conecta parte
negativa de la fuente, con el lado N
del diodo, y de la misma forma la
parte P del diodo a la entrada
positiva de la fuente.
En este caso no hay flujo de
corriente.
• · Polarización directa:
En este caso se conectan la parte N
con el polo positivo de la fuente, y la
parte P con la parte negativa de la
fuente. En este caso hay una
corriente a través del circuito.

16. SEMICONDUCTORES DOPADOS
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. A los
semiconductores con dopajes ligeros y moderados se los conoce
como extrínsecos. Un semiconductor altamente dopado, que actúa
más como un conductor que como un semiconductor, es llamado
degenerado.

17. El siguiente es
un ejemplo de
dopaje de
Silicio por el
Fósforo
(dopaje N). En
el caso del
Fósforo, se
dona un
electrón.
Dopaje de tipo N
Tipo N
Se llama material tipo N al que posee átomos de impurezas que permiten la aparición
de electrones sin huecos asociados a los mismos.

18. Los átomos de este tipo se llaman donantes ya que "donan" o
entregan electrones. Suelen ser de valencia cinco, como el Arsénico
y el Fósforo. De esta forma, no se ha desbalanceado la neutralidad
eléctrica, ya que el átomo introducido al semiconductor es neutro,
pero posee un electrón no ligado, a diferencia de los átomos que
conforman la estructura original, por lo que la energía necesaria
para separarlo del átomo será menor que la necesitada para romper
una ligadura en el cristal de silicio (o del semiconductor original).
Finalmente, existirán más electrones que huecos, por lo que los
primeros serán los portadores mayoritarios y los últimos los
minoritarios. La cantidad de portadores mayoritarios será función
directa de la cantidad de átomos de impurezas introducidos.

19. Tipo P:
Se llama así al material que tiene átomos de impurezas que permiten
la formación de huecos sin que aparezcan electrones asociados a los
mismos, como ocurre al romperse una ligadura. Los átomos de este
tipo se llaman aceptores, ya que "aceptan" o toman un electrón.
Suelen ser de valencia tres, como el Aluminio, el Indio o el Galio.
Nuevamente, el átomo introducido es neutro, por lo que no modificará
la neutralidad eléctrica del cristal, pero debido a que solo tiene tres
electrones en su última capa de valencia, aparecerá una ligadura
rota, que tenderá a tomar electrones de los átomos
próximos, generando finalmente más huecos que electrones, por lo
que los primeros serán los portadores mayoritarios y los segundos los
minoritarios. Al igual que en el material tipo N, la cantidad de
portadores mayoritarios será función directa de la cantidad de átomos

20. 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.
Dopaje de tipo P