Este documento resume los conceptos básicos de los semiconductores intrínsecos y extrínsecos. Los semiconductores intrínsecos tienen una baja conductividad debido a que los electrones pueden pasar de la banda de valencia a la de conducción con poca energía. Los semiconductores dopados o extrínsecos tienen mayor conductividad al introducir impurezas que donan electrones (tipo N) o huecos (tipo P) mejorando el flujo de portadores de carga.

1. UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP
INGENIERÍA DE SISTEMAS
FÍSICA ELECTRÓNICA
INFOGRAFÍA :
TUTOR:
ROJAS REÁTEGUI RAUL
ESTUDIANTE:
JOEL ANDY SANDOVAL RUIZ

2. SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS
Son elementos tetravalentes y
forman enlaces covalentes. Al
recibir energía como calor, luz o
aplicando un voltaje los electrones
de la banda de valencia pasan a la
banda de conducción, por ser muy
delgada la banda prohibida (la
separación entre la banda de
valencia y la banda de conducción).
Enlace covalente
Imagen disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor

3. Portadores de cargas
Electrón libre
Hueco
+4 +4
Enlace
Covalente
+4 +4 +4 +4 +4 +4
+4 +4
Electrones
de valencia
La excitación de un electrón a la banda de conducción implica la
ruptura de un enlace en algún punto del solido cristalino, donde a su
vez se origina un estado vacante, considerado como un hueco positivo.
El hueco posee carga igual al del electrón pero de signo positivo,
debido a ello, los huecos pueden moverse por la acción de un campo
eléctrico externo. Estas características hacen se las denominen
indistintamente portadores de carga o portadores intrínsecos.
Imagen disponible en: http://webs.uvigo.es/mdgomez/DEI/Guias/tema3.pdf

4. Electrón Esquema de las bandas de
-0,01eV Hueco energía de un semiconductor
conducción
excitado, los electrones de la
Banda de
-0,02eV
-0,03eV banda de valencia absorben
-0,02eV
energía y saltan a al banda de
conducción.
Fuente: Telesup. Física Electrónica
Banda prohibida
-1,14eV
E=1,1eV
-1,15eV
Banda de
valencia
-1,22eV
E=1,19eV
-1,28eV
Los conductores intrínsecos presentan una conductividad muy baja.

5. SEMICONDUCTORES
DOPADOS O EXTRÍNSECOS
SEMICONDUCTOR SEMICONDUCTOR
TIPO “N” TIPÓ “P”

6. SEMICONDUCTOR TIPO “N”
Cuando las impurezas donan
electrones por exceso de valencia, los
cuales pasan fácilmente a la banda de
conducción a temperatura ambiente.
Se produce una conducción extrínseca
En la figura se muestra que el fósforo
tiene 5 electrones de valencia, en
cambio el silicio tiene 4, quedando
libre un electrón. Éste pasa a la banda
de conducción y se encarga de
conducir corriente eléctrica.
Imagen disponible en: http://blog.educastur.es/sanchezlastraelectronica/semiconductores/

7. El nivel de energía del electrón señalado con 5, como los del P, está
ligeramente por debajo de la banda de conducción en 0,01 eV. Con muy
poca energía este electrón escapa del fósforo pasando a la banda de
conducción, es un electrón que procede de la ionización del átomo de
P y por tanto tiene un origen de ionización. También hay electrones que
proceden de la ruptura de enlaces, son de origen térmico, estos dejan
un hueco en la banda de valencia.
Disponible en: http://ocwus.us.es/fisica-aplicada/copy_of_complementos-de-
fisica/temas/TEMA3.pdf

8. Banda de conducción
Ec=-0,04eV
Ef
Ep=-1,14eV
Banda de valencia
La energía de Fermi se ubica muy cerca de la banda de
conducción.
Fuente: Telesup. Física electrónica.

9. SEMICONDUCTORES TIPO “P”
Son aquellas en las
que se introduce
impurezas con menos
electrones de valencia,
que el material
semiconductor. Éstos
huecos facilitan al
conducción de la
corriente eléctrica,
porque permiten el
desplazamiento de los
electrones.
El Boro tiene 1 electrón de valencia menos que el Silicio,
creando un hueco, lo que origina que sea un buen
conductor.
Imagen disponible en: http://blog.educastur.es/sanchezlastraelectronica/semiconductores/

10. El nivel de energía del hueco señalado con 4, (Boro), está
ligeramente por encima de la BV en 0,01 eV. Con muy poca
energía este hueco capta un electrón de otro átomo de B
quedando el otro átomo de B ionizado negativamente. A su
vez se genera otro hueco en la BV, es un hueco que procede
de la ionización del átomo de B y por tanto tiene un origen
de ionización. También hay huecos que proceden de la
ruptura de enlaces, son de origen térmico, estos dejan un
hueco en la BV y al mismo tiempo deja un electrón libre en la
BC.

11. Banda de conducción
Ec=-0,1eV
Ef
Ep=-1,12eV
Banda de valencia
La energía de Fermi se ubica muy cerca de la banda de
valencia.
Fuente: Telesup. Física electrónica.