El documento proporciona información sobre semiconductores. Explica que los semiconductores son elementos que pueden comportarse como conductores o aislantes dependiendo de factores como el campo eléctrico o la temperatura. Luego describe los procesos de dopaje para cambiar las propiedades eléctricas de un semiconductor puro agregando pequeñas cantidades de impurezas, y explica los tipos P y N de dopaje.

1. Alumno: BRUNO QUISPE EDUARDO
Carrera: Ingeniería de Sistemas e Informática

2. Semiconductor
es un elemento que se comporta como un
conductor o como aislante dependiendo de diversos factores,
como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la
presión, la radiación que le incide, o la temperatura del
ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos
semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla
adjunta.
El elemento semiconductor más usado es el SILICIO, el
segundo el GERMANIO, aunque idéntico comportamiento
presentan las combinaciones de elementos de los grupos 12 y
13 con los de los grupos 14 y 15 respectivamente (AsGa, PIn,
AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). Posteriormente se ha comenzado
a emplear también el AZUFRE. La característica común a
todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio
una CONFIGURACIÓN ELECTRONICAS s²p².

4. 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.
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.

5. 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.

6. Como se puede apreciar en
la figura, los electrones
factibles de ser liberados de
la fuerza de atracción del
núcleo son cuatro

7. 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.

8. En un semiconductor perfecto, las concentraciones de
electrones(n) en la banda de conducción y de huecos(p) en
la banda de valencia son iguales (por unidad de volumen);
así como la concentración intrínseca de portadores.

9. 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.

10. El número de átomos dopantes necesitados para crear una
diferencia en las capacidades conductoras de un
semiconductor es muy pequeño. Cuando se agregan un
pequeño número de átomos dopantes (en el orden de 1
cada100.000.000 de átomos) entonces se dice que el dopaje
es bajo o ligero.
Cuando se agregan muchos más átomos (en el orden de 1
cada 10.000 átomos) entonces se dice que el dopaje es alto
o pesado. Este dopaje pesado se representa con la
nomenclatura N+ para material de tipo N, oP+ para material
de tipo P.

11. Adición de un elemento de impureza a un semiconductor puro donde
los electrones libres y huecos se encuentran en igual número y son
producidos únicamente por la agitación térmica para así cambiar su
conductividad.
Las impurezas donadas o pentavalentes aumentan el número de
electrones 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. 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.

14. 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.

15. •
Se llama material tipo N al que posee átomos de impurezas que permiten la
aparición de electrones sin huecos asociados a los mismos. 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 separar lo del átomo será menor que la necesitada para
romper una ligadura en el cristal de silicio (o del semiconductor original).
•
Cuando se añade el material dopante aporta sus electrones más débilmente
vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de agente dopante es
también conocido como material donante ya que da algunos de sus
electrones.

16. El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el
Fósforo (dopaje N). En el caso del Fósforo, se dona un
electrón.

17. Electrónicas:
http://www.uv.es/candid/docencia/ed_tema-02.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconduct
ores)
http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dop
ado.asp