física electrónica tema: semiconductores

1. Semiconductores intrínsecos y los
semiconductores dopados

3.  Los principales materiales que presentan
propiedades semiconductoras son elementos
simples, como el silicio (Si) y el germanio (Ge).
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb
/e/e9/SiliconCroda.jpg/800px-SiliconCroda.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thu
mb/5/5e/Germanium.jpg/220px-Germanium.jpg

4.  A simple vista es imposible que un semiconductor permita el
movimiento de electrones a través de sus bandas de energía
Idealmente, a T=0ºK, el semiconductor es un aislante porque todos
los e- están formando enlaces.
 Pero al crecer la temperatura, algún enlace covalente se puede
romper y quedar libre un e- para moverse en la estructura cristalina.
http://www.politecnicocartagena.com
Representación
bidimensional de la
estructura cristalina
del Si

5.  Los semiconductores intrínsecos presentan
una conductividad muy baja, por lo que se
han buscado métodos para aumentar su
valor. Esto ha dado lugar al desarrollo de los
semiconductores extrínsecos o dopados.

6.  Semiconductor tipo N: Se puede conseguir
que un material semiconductor se
convierta en conductor introduciendo
impurezas en el material, mediante un
proceso denominado dopado. Las
impurezas en el material semiconductor
aportan con un exceso de electrones de
valencia, los cuales pueden pasar
fácilmente, a la temperatura ambiente, a la
banda de conducción, produciéndose una
conducción extrínseca. Estas impurezas se
denominan impurezas donadoras, y el
material obtenido, semiconductor tipo N
(negativo).
 Semiconductor Tipo P: De forma
análoga, también se puede introducir
impurezas con menos electrones de
valencia que el material semiconductor
base. En este caso la impureza aporta con
un hueco. La presencia de estos huecos
también facilita la conducción de la
corriente eléctrica, pues permiten el
desplazamiento de los electrones. Estas
son impurezas aceptadoras, y el material
obtenido se denomina semiconductor tipo
P (positivo)
http://enciclopedia.us.es/index.php/Semiconductor
http://enciclopedia.us.es/index.php/Semiconductor

7.  Material extrínseco Tipo N:
Impurezas del grupo V de
la tabla periódica.
Con muy poca energía se
ionizan (pierden un
electrón).
 Los portadores mayoritarios de carga en
un semiconductor tipo N son Electrones
libres
 Material extrínseco Tipo P
Impurezas del grupo III de
la tabla periódica
A T=300 K todos los
átomos de impureza han
captado un electrón.
 Los portadores mayoritarios de carga en
un Huecos libres Átomos de impurezas
ioniza semiconductor tipo P son
Huecos: Actúan como portadores de
carga positiva.

8. Intrínseco indica un material semiconductor extremadamente puro 
contiene
una cantidad insignificante de átomos de impurezas. En él se cumple:
n =·p = ni
En la práctica nos interesa controlar la concentración de portadores en
un semiconductor (n o p).
De este modo se pueden modificar las propiedades eléctricas:
conductividad
Para ello se procede al proceso de DOPADO:
Un pequeño porcentaje de átomos del SC intrínseco se sustituye por átomos de
otro elemento (impurezas o dopantes).
Estas impurezas sustituyen a los átomos de Silicio en el cristal formando
enlaces.
De este modo podemos:
Favorecer la aparición de electrones (Semiconductores Tipo N: donde n > p)
Favorecer la aparición de huecos (Semiconductores Tipo P: donde p>n).