1. SEMICONDUCTORES
CURSO: FISICA ELECTRONICA
ALUMNO: ARMANDO PRADO RUIZ

2. SEMICONDUCTORES
INTRINCECOS
Es un cristal de Silicio o Germanio que forma una
estructura tetraédrica similar a la del carbono
mediante enlaces covalentes entre sus átomos, en
la figura representados en el plano por simplicidad.
Cuando el cristal se encuentra a temperatura
ambiente algunos electrones pueden absorber la
energía necesaria para saltar a la banda de
conducción dejando el correspondiente hueco en
la banda de valencia (1).

3. Las energías requeridas, a temperatura ambiente,
son de 1,12 eV y 0,67 eV para el silicio y el
germanio respectivamente.
Obviamente el proceso inverso también se
produce, de modo que los electrones pueden caer,
desde el estado energético correspondiente a la
banda de conducción, a un hueco en la banda de
valencia liberando energía. A este fenómeno se le
denomina recombinación. Sucede que, a una
determinada temperatura, las velocidades de
creación de pares e-h, y de recombinación se
igualan, de modo que la concentración global de
electrones y huecos permanece constante.

4. Siendo "n" la concentración de electrones (cargas
negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas
positivas), se cumple que:
ni = n = p
siendo ni la concentración intrínseca del
semiconductor, función exclusiva de la temperatura
y del tipo de elemento.
Ejemplos de valores de ni a temperatura ambiente
(27ºc):
ni(Si) = 1.5 1010cm-3
ni(Ge) = 1.72 1013cm-3

5. Los electrones y los huecos reciben el nombre de
portadores. En los semiconductores, ambos tipos de
portadores contribuyen al paso de la corriente
eléctrica. Si se somete el cristal a una diferencia de
potencial se producen dos corrientes eléctricas. Por
un lado la debida al movimiento de los electrones
libres de la banda de conducción, y por otro, la
debida al desplazamiento de los electrones en la
banda de valencia, que tenderán a saltar a los
huecos próximos (2), originando una corriente de
huecos con 4 capas ideales y en la dirección
contraria al campo eléctrico cuya velocidad y
magnitud es muy inferior a la de la banda de
conducción.

6. 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.

7. SEMICONDUCTOR INTRINSECO

9. ESTRUCTURA CRISTALINA
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.

10. SEMICONDUCTORES
DOPADOS
Semiconductores dopados son
semiconductores que contienen impurezas,
átomos de extranjeros que se incorporan en la
estructura cristalina de los
semiconductores. Estas impurezas pueden ser
involuntaria debido a la falta de control
durante el crecimiento del semiconductor o se
pueden añadir con el propósito de
proporcionar portadores libres en el
semiconductor.

11. La generación de portadores libres requiere no sólo la
presencia de impurezas, sino también las impurezas que
emiten electrones de la banda de conducción en cuyo
caso se denominan donantes o que emiten los agujeros
para la banda de valencia en cuyo caso se les
llama aceptores ( ya que efectivamente aceptar un
electrón de la banda de valencia llena).
Un semiconductor dopado con impurezas que son
ionizado (lo que significa que los átomos de impureza, o
bien han donado o aceptado un electrón) por lo tanto
contendrán portadores libres

12. Si aplicamos una tensión al cristal de silicio, el
positivo de la pila intentará atraer los electrones
y el negativo los huecos favoreciendo así la
aparición de una corriente a través del circuito

13. Sentido del movimiento de un electrón y un hueco en
el silicio Ahora bien, esta corriente que aparece es
de muy pequeño valor, pues son pocos los
electrones que podemos arrancar de los enlaces
entre los átomos de silicio. Para aumentar el valor de
dicha corriente tenemos dos posiblidades:
Aplicar una tensión de valor superior
Introducir previamente en el semiconductor
electrones o huecos desde el exterior
La primera solución no es factible pues, aún
aumentando mucho el valor de la tensión aplicada,
la corriente que aparece no es de suficiente valor. La
solución elegida es la segunda.

14. En este segundo caso se dice que el semiconductor
está "dopado".
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.
Semiconductor tipo P
Semiconductor tipo N

16. SEMICONDUCTORES
INTRINSECOS
http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor#Semiconductores_intr.C3.
ADnsecos
http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html
http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconduc
tor_4.htm
SEMICONDUCTORES
DOPADOS
http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp
http://translate.google.com.pe/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=h
ttp://ece-
www.colorado.edu/~bart/book/extrinsi.htm&ei=qRCtUILZKZGG9gSd7IH4
CA
SEMICONDUCTORES DOPADOS
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