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CARRERA : INGENIERIA DE SISTEMAS
CURSO : FISICA ELECTRONICA
TEMA : SEMICONDUCTORES
CICLO : IV
ALUMNO : JIMENEZ TORERO ENRIQUE H.
PROFESOR : ROBERTO RODRIGUEZ CAHUANA
INTROCUCIÓN
Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad
eléctrica inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de
un buen aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio, que
es el elemento más abundante en la naturaleza, después del
oxígeno. Otros semiconductores son el germanio y el selenio
Semiconductores Intrínsecos
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.
En equilibrio (Aislante)
Modelo del caso del silicio
Electrones
Unión entre átomos
Como se puede observar en la
ilustración los átomos formados solo
por Silicio. Se Unen en sus cuatro
lados, formando enlaces covalentes,
para completar ocho electrones y así
formar un sólido cristalino
semiconductor. En estas condiciones el
Silicio se comportara como un aislante
Electrones libres y zona de conducción
Electrón libre
Hueco
Cuando le aumentamos de temperatura, los
electrones suelen desplazarse a la banda de
conducción, para funcionar como electrones
de conducción. Al liberarse deja un hueco
(partícula ficticia positiva en la estructura
cristalina). De esta forma dentro del
semiconductor encontramos el electrón libre
(e-) y el hueco (h+).
Ejemplo de una pilaBanda de conducción
Banda prohibida
Banda de valencia
COMPARACIÓN
Ha temperatura 0°C, los semiconductores son aislantes, no pasa nada de
energia a la barra de conducción. Le aumentamos de temperatura y habrá
movimiento de electrones libres a la barra de conducción. Y tambien habrá
huecos resultantes del aporte de energía térmica. El movimiento de electrones
en el ambiente implica el movimiento de cargas positivas hacia los huecos.
Semiconductores Dopados Tipo
P y Tipo N
Es el tipo de Semiconductor que se crea artificialmente añadiendo impurezas
al Semiconductor intrínseco y se denomina dopado o extrínsecos. Los
Semiconductores dopados pueden ser de dos formas, el Tipo P y el Tipo N.
En la imagen tenemos un esquema de una pila. La
parte positiva intentará atraer (h+) a los electrones
(e-) y producirá una corriente continua. Pero la
conductividad es baja, por ello tenemos dos
posibilidades:
•Aplicar una tensión de valor superior.
•Introducir en el semiconductor electrones o huecos
del exterior
La primera no factible, porque llegaríamos a lo
mismo. En cambio la segunda es sustituir algunos
átomos de Silio por el de otros elementos y ha este
proceso se les llama dopado.
Semiconductores de Tipo P
Consiste en introducir impurezas con menos
electrones de valencia que el material
semiconductor base.
Por lo tanto quedaría huecos (h+) en el material
debido a la carencia de electrones de valencia del
aceptador. Pero los huecos facilitan que los
electrones en la base se muevan rápidamente. En
el ejemplo anterior de la pila facilitará el paso de
energía eléctrica. A este material obtenido se le
llama semiconductor del Tipo P (positivo).
En la figura, tenemos al Silicio, al que sel ha
agregado impurezas del Boro y por lo tanto tiene
un electrón menos, y ha dejado un hueco.
Recordando que la carencia de huecos ayuda a
que el material sea un buen conductor.
El resultado de un semiconductor P es que se añade un pequeño numero de átomos
trivalentes (tres electrones en la última capa) a un semiconductor intrínseco. Los aceptadores
en este tipo de dopado son:
El fósforo (P), El Aluminio (Al), El Galio (Ga), Indio (In).
Entonces el dopado tipo P, consiste en introducir nivel de energía (h+) en la banda prohibida.
Tomando como ejemplo al
Silicio, que tiene 4 electrones
en su capa exterior. Y le
sustituimos por el del aluminio,
este llenara los huecos, pero al
tener solo 3 electrones, este
dejara un vacío (hueco)
Hueco sobrante Hueco sobrante
Hueco térmico
Electrón
térmico
Semiconductor P a muy baja Temperatura Semiconductor P a Temperatura de ambiente
Semiconductores Tipo N
Consiste en introducir impurezas con mayor
electrones que el material base. Como
sabemos el Silicio y el Germanio no ceden ni
aceptan electrones en su última órbita, no
aceptan la circulación de corriente eléctrica,
por lo tanto se comportan como aislantes.
La manera de solucionar esto es agregando un
elemento con cinco electrones en su última
órbita, de esta manera quedaría libre un
electrón en toda la estructura cristalina.
Como se observa en la imagen, el silicio con
cuatro electrones en su capa exterior, se ha
sustituido por el fósforo que tiene cinco
electrones en su capa exterior, los cuatro
electrones del Fósforo sirven para rellenar los
huecos del Silicio y el quinto queda libre
Se obtiene añadiendo un pequeño numero de átomos pentavalentes (con cinco
electrones en su última capa) a un Semiconductor intrínseco.
Los donantes son:
El Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb).
Entonces este tipo de dopado consiste en introducir nivel de energía (e-) en la
banda prohibida.
Electrón
sobrante
Electrón
sobrante
Electrón
térmico
Hueco
Térmico
Semiconductor N a muy baja temperatura Semiconductor N a temperatura de
ambiente
COMPARACIÓN
Semiconductor Dopado
Banda de Conducción
Banda de Valencia
Niveles
Donadores Niveles
Aceptadores
Tipo N Tipo P
Fuentes de información (imágenes)
https://www.google.es/search?
site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1619&bih=730&q=Semicondu
ctores+Intr%C3%ADnsecos&oq=Semiconductores+Intr
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Semiconductores

  • 1. CARRERA : INGENIERIA DE SISTEMAS CURSO : FISICA ELECTRONICA TEMA : SEMICONDUCTORES CICLO : IV ALUMNO : JIMENEZ TORERO ENRIQUE H. PROFESOR : ROBERTO RODRIGUEZ CAHUANA
  • 2. INTROCUCIÓN Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son el germanio y el selenio
  • 3. Semiconductores Intrínsecos 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.
  • 4. En equilibrio (Aislante) Modelo del caso del silicio Electrones Unión entre átomos Como se puede observar en la ilustración los átomos formados solo por Silicio. Se Unen en sus cuatro lados, formando enlaces covalentes, para completar ocho electrones y así formar un sólido cristalino semiconductor. En estas condiciones el Silicio se comportara como un aislante
  • 5. Electrones libres y zona de conducción Electrón libre Hueco Cuando le aumentamos de temperatura, los electrones suelen desplazarse a la banda de conducción, para funcionar como electrones de conducción. Al liberarse deja un hueco (partícula ficticia positiva en la estructura cristalina). De esta forma dentro del semiconductor encontramos el electrón libre (e-) y el hueco (h+).
  • 6. Ejemplo de una pilaBanda de conducción Banda prohibida Banda de valencia COMPARACIÓN Ha temperatura 0°C, los semiconductores son aislantes, no pasa nada de energia a la barra de conducción. Le aumentamos de temperatura y habrá movimiento de electrones libres a la barra de conducción. Y tambien habrá huecos resultantes del aporte de energía térmica. El movimiento de electrones en el ambiente implica el movimiento de cargas positivas hacia los huecos.
  • 7. Semiconductores Dopados Tipo P y Tipo N Es el tipo de Semiconductor que se crea artificialmente añadiendo impurezas al Semiconductor intrínseco y se denomina dopado o extrínsecos. Los Semiconductores dopados pueden ser de dos formas, el Tipo P y el Tipo N. En la imagen tenemos un esquema de una pila. La parte positiva intentará atraer (h+) a los electrones (e-) y producirá una corriente continua. Pero la conductividad es baja, por ello tenemos dos posibilidades: •Aplicar una tensión de valor superior. •Introducir en el semiconductor electrones o huecos del exterior La primera no factible, porque llegaríamos a lo mismo. En cambio la segunda es sustituir algunos átomos de Silio por el de otros elementos y ha este proceso se les llama dopado.
  • 8. Semiconductores de Tipo P Consiste en introducir impurezas con menos electrones de valencia que el material semiconductor base. Por lo tanto quedaría huecos (h+) en el material debido a la carencia de electrones de valencia del aceptador. Pero los huecos facilitan que los electrones en la base se muevan rápidamente. En el ejemplo anterior de la pila facilitará el paso de energía eléctrica. A este material obtenido se le llama semiconductor del Tipo P (positivo). En la figura, tenemos al Silicio, al que sel ha agregado impurezas del Boro y por lo tanto tiene un electrón menos, y ha dejado un hueco. Recordando que la carencia de huecos ayuda a que el material sea un buen conductor.
  • 9. El resultado de un semiconductor P es que se añade un pequeño numero de átomos trivalentes (tres electrones en la última capa) a un semiconductor intrínseco. Los aceptadores en este tipo de dopado son: El fósforo (P), El Aluminio (Al), El Galio (Ga), Indio (In). Entonces el dopado tipo P, consiste en introducir nivel de energía (h+) en la banda prohibida. Tomando como ejemplo al Silicio, que tiene 4 electrones en su capa exterior. Y le sustituimos por el del aluminio, este llenara los huecos, pero al tener solo 3 electrones, este dejara un vacío (hueco) Hueco sobrante Hueco sobrante Hueco térmico Electrón térmico Semiconductor P a muy baja Temperatura Semiconductor P a Temperatura de ambiente
  • 10. Semiconductores Tipo N Consiste en introducir impurezas con mayor electrones que el material base. Como sabemos el Silicio y el Germanio no ceden ni aceptan electrones en su última órbita, no aceptan la circulación de corriente eléctrica, por lo tanto se comportan como aislantes. La manera de solucionar esto es agregando un elemento con cinco electrones en su última órbita, de esta manera quedaría libre un electrón en toda la estructura cristalina. Como se observa en la imagen, el silicio con cuatro electrones en su capa exterior, se ha sustituido por el fósforo que tiene cinco electrones en su capa exterior, los cuatro electrones del Fósforo sirven para rellenar los huecos del Silicio y el quinto queda libre
  • 11. Se obtiene añadiendo un pequeño numero de átomos pentavalentes (con cinco electrones en su última capa) a un Semiconductor intrínseco. Los donantes son: El Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb). Entonces este tipo de dopado consiste en introducir nivel de energía (e-) en la banda prohibida. Electrón sobrante Electrón sobrante Electrón térmico Hueco Térmico Semiconductor N a muy baja temperatura Semiconductor N a temperatura de ambiente
  • 12. COMPARACIÓN Semiconductor Dopado Banda de Conducción Banda de Valencia Niveles Donadores Niveles Aceptadores Tipo N Tipo P
  • 13. Fuentes de información (imágenes) https://www.google.es/search? site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1619&bih=730&q=Semicondu ctores+Intr%C3%ADnsecos&oq=Semiconductores+Intr %C3%ADnsecos&gs_l=img.12..0l3.10720482.10720482.0.10721760. 1.1.0.0.0.0.517.517.5-1.1.0....0...1ac.1.42.img..0.1.516.zjXxmsYQZnw