Este documento describe los semiconductores, incluyendo que son materiales cuya conductividad eléctrica se sitúa entre la de un aislante y un conductor. Explica que el silicio es el semiconductor más utilizado y describe los semiconductores intrínsecos y extrínsecos, indicando que los extrínsecos son aquellos a los que se les ha añadido impurezas, dando lugar a los tipos n y p.

1. Curso :Física
Electrónica Siclo IV
Ing Sistemas e
Informatica

2.  Un semiconductor es un elemento material cuya
conductividad eléctrica puede considerarse situada
entre las de un aislante y la de un conductor, c
 Los semiconductores más conocidos son el silicio (Si) y
el germanio (Ge). Debido a que, como veremos más
adelante, el comportamiento del silicio es más estable
que el germanio frente a todas las perturbaciones
exteriores que pueden variar su respuesta normal, será
el primero (Si) el elemento semiconductor más utilizado
en la fabricación de los componentes electrónicos de
estado solido. A él nos referiremos normalmente,
teniendo en cuenta que el proceso del germanio es
absolutamente similar.considerados en orden creciente

3.  Imágenes de los semiconductores y sus tipos

4. La zona sombreada de la figura 2 representa de una
manera simplificada a la zona sombreada de la figura 1
Como se puede apreciar en la figura, los electrones factibles
de ser liberados de la fuerza de atracción del núcleo son
cuatro

5.  Los materiales semiconductores, según su
pureza, se clasifican de la siguiente forma:
 Intrínsecos
 Extrínsecos
 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.

6.  Cuando se eleva la temperatura de la red
cristalina de un elemento semiconductor
intrínseco, algunos de los enlaces covalentes se
rompen y varios electrones pertenecientes a la
banda de valencia se liberan de la atracción
que ejerce el núcleo del átomo sobre los mismos.
Esos electrones libres saltan a la banda de
conducción y allí funcionan como “electrones de
conducción”, pudiéndose desplazar libremente
de un átomo a otro dentro de la propia
estructura cristalina, siempre que el elemento
semiconductor se estimule con el paso de una
corriente eléctrica.


7. 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.
Semiconductores Intrínsecos

8.  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.

9.  De esta manera los
SEMICONDUCTORES
INTRÍNSECOS, son
capaces de
conducir la corriente
eléctrica tanto por
movimiento de
electrones (cargas
positivas

10.  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

11.  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

12.  La adición de un pequeño porcentaje de átomos
extraños en la red cristalina regular de silicio o
germanio, produce unos cambios espectaculares
en sus propiedades eléctricas, dando lugar a los
semiconductores de tipo n y tipo p.
 Impurezas pentavalentes Los átomos de impurezas
con 5 electrones de valencia, producen
semiconductores de tipo n, por la contribución de
electrones extras.} Impurezas trivalentesLos átomos
de impurezas con 3 electrones de
valencia, producen semiconductores de tipo
p, por la producción de un "hueco" o deficiencia
de electrón.

13.  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
 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:

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
 Sentido del
movimiento de un
electrón y un
hueco en el silicio

15.  Un semiconductor
dopado ligeramente
tiene una gran
resistencia eléctrica
y uno fuertemente
dopado tiene
resistencia pequeña

16.  Visualización de
semiconductores n-
dopados y p-
dopados. n-Dopaje.
Si se impurifica un
cristal de silicio con
un elemento
pentavalente como
el fósforo,

17.  http://hyperphysics.phy-
astr.gsu.edu/hbasees/solids/dope.html
 http://www.profesormolina.com.ar/index.htm
 https://www.google.com.pe/search?q=semicon
ductores+dopados&biw=1280&bi
 http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semicondu
ctores)