Los semiconductores son materiales cuya conductividad eléctrica es intermedia entre la de los conductores y los aislantes. El semiconductor más común es el silicio. Los semiconductores pueden ser intrínsecos (puros) u extrínsecos (dopados con impurezas), lo que permite modificar su comportamiento eléctrico. El dopado con impurezas pentavalentes (tipo N) o trivalentes (tipo P) genera electrones o huecos libres respectivamente.

1. Los Semiconductores
Presenta Utia López Becker
IV Ciclo
Ing. Sistemas

2. Los Semiconductores
• 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 elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros
semiconductores son
• el germanio y el selenio.

3. Solidos Cristalinos
• Los sólidos cristalinos son agrupaciones
periódicas de una estructura base, que por
traslación reproduce todo el material
cristalino.
• Existen siete sistemas cristalinos

4. Semiconductores Extrínsecos
• Los semiconductores extrínseco se forman añadiendo pequeñas cantidades
de impurezas a los semiconductores puros. El objetivo es modificar el
comportamiento eléctrico al alterar la densidad de portadores de carga
libres.
• A este procedimiento se la llama “dopado”

5. Impurezas utilizadas en el Dopado
Impurezas
pentavalentes
• Son elementos cuyos
átomos tienen cinco
electrones de valencia
en su orbital exterior.
Entre ellos se
encuentran el fósforo,
el antimonio y el
arsénico.

6. Impurezas trivalentes
Son elementos cuyos átomos
tienen tres electrones de
valencia en su orbital
exterior. Entre ellos se
encuentran el boro, el galio y
el indio.

7. Al realizar el dopado se pueden obtener dos
tipos de material

8. Dopado tipo N
• Cuando un elemento con
cinco electrones de valencia
entra en la red cristalina del
silicio, se completan los
cuatro electrones de valencia
que se precisan para llegar al
equilibrio y queda libre un
quinto electrón que le hace
mucho mejor conductor. De
un semiconductor dopado
con impurezas pentavalentes
se dice que es de tipo N.

9. Dopado tipo P
Si se introduce una
impureza trivalente en la
red cristalina del silicio, se
forman tres enlaces
covalentes con tres átomos
de silicio vecinos, quedando
un cuarto átomo de silicio
con un electrón sin enlazar,
provocando un hueco en la
red cristalina. De un
semiconductor dopado
conimpurezas trivalentes se
dice que es de tipo P.

10. Semiconductores intrínsecos
• Los elementos semiconductores por excelencia son el silicio y el germanio, aunque existen otros
elementos como el estaño, y compuestos como el arseniuro de galio que se comportan como
tales.
• 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.

11. Ejemplo Semiconductor intrínseco
• Usaremos el silicio como ejemplo
• 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.

12. De semiconductor a conductor
Al aumentar la temperatura, aumentara también la energía cinética de vibración
de los átomos de la red, asi algunos electrones absorberán energía de los átomos
vecinos y se liberara para moverse como electrón libre.
De esta forma su energía pertenecerá a la banda de conducción y al aumentar la
temperatura habrán mas electrones de conducción, ahora a temperatura normal
el semiconductor actuara como conductor
Al saltar a la banda de conducción dejara el
correspondiente hueco en la banda de valencia.
Las energías requeridas, a temperatura ambiente,
son de 1,12 eV
A este proceso le llamamos ‘generación térmica
de pares electrón-hueco’.

13. • Paralelamente a este proceso se da el
de ‘recombinación'. Algunos electrones
de la banda de conducción pueden
perder energía(emitiéndola en forma
de fotones, por ejemplo), y pasar a la
de valencia ocupando un nivel
energético que estaba libre, o sea , “
recombinándose” con un hueco. A
temperatura constante, se tendrá un
equilibrio entre estos dos procesos,
con el mismo número de electrones en
la banda de conducción que el de
huecos en la de valencia.
Este fenómeno de la conducción
asociada a la formación de pares en el
semiconductor se denomina
conducción intrínseca. Se cumple que
p = n = ni --> Donde p y n son las
concentraciones de huecos y
electrones respectivamente, y ni es la
concentración de portadores
intrínsecos.

14. Bibliografía
• http://www.etitudela.com/Electrotecnia/downloads/introduccion.pdf
• http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html
• http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semicondu
ctor_4.htm