Este documento describe los diferentes tipos de semiconductores, incluyendo semiconductores intrínsecos y dopados. Los semiconductores intrínsecos como el silicio tienen una densidad intermedia de portadores de carga. Los semiconductores dopados son intrínsecos con pequeñas cantidades de impurezas que aumentan la conductividad. Los semiconductores tipo n están dopados con elementos pentavalentes que donan electrones, mientras que los semiconductores tipo p están dopados con elementos trivalentes que aceptan huecos.

1. SemiconductoresSemiconductores
intrínsecos yintrínsecos y
dopadosdopados
Elaborado por: Luis Alberto Colque Grajeda

2. Clasificación :Clasificación :
Un semiconductor se caracteriza por una densidadUn semiconductor se caracteriza por una densidad
intermedia de portadores de carga y una bandaintermedia de portadores de carga y una banda
prohibida estrecha. La conductividad del semiconductorprohibida estrecha. La conductividad del semiconductor
aumenta si se le proporciona la suficiente energía poraumenta si se le proporciona la suficiente energía por
cualquier método, de tal forma que los electrones de lacualquier método, de tal forma que los electrones de la
banda de valencia salten a la banda de conducciónbanda de valencia salten a la banda de conducción
SemiconductorSemiconductor
•Semiconductor intrínseco
•Semiconductor dopado

3. SemiconductorSemiconductor
intrínsecointrínseco
Los elementos semiconductores por excelencia son el silicio y elLos elementos semiconductores por excelencia son el silicio y el
germanio, aunque existen otros elementos como el estaño, ygermanio, aunque existen otros elementos como el estaño, y
compuestos como el arseniuro de galio que se comportan como tales.compuestos como el arseniuro de galio que se comportan como tales.
Tomemos como ejemplo el silicio en su modelo bidimensional:Tomemos como ejemplo el silicio en su modelo bidimensional:
Vemos como cada átomo de silicio se rodea de sus 4 vecinos próximosVemos como cada átomo de silicio se rodea de sus 4 vecinos próximos
con lo que comparte sus electrones de valencia. con lo que comparte sus electrones de valencia.
A 0ºK todos los electrones hacen su papel de enlace y tienen energíasA 0ºK todos los electrones hacen su papel de enlace y tienen energías
correspondientes a la banda de valencia. Esta banda estará completa,correspondientes a la banda de valencia. Esta banda estará completa,
mientras que la de conducción permanecerá vacía. Es cuando hablamos demientras que la de conducción permanecerá vacía. Es cuando hablamos de
que el conductor es un aislante perfecto.que el conductor es un aislante perfecto.
Ahora bien, si aumentamos la temperatura, aumentará por consiguiente laAhora bien, si aumentamos la temperatura, aumentará por consiguiente la
energía cinética de vibración de los átomos de la red, y algunos electronesenergía cinética de vibración de los átomos de la red, y algunos electrones
de valencia pueden absorber de los átomos vecinos la energía suficientede valencia pueden absorber de los átomos vecinos la energía suficiente
para liberarse del enlace y moverse a través del cristal como electronespara liberarse del enlace y moverse a través del cristal como electrones
libres. Su energía pertenecerá a la banda de conducción, y cuanto máslibres. Su energía pertenecerá a la banda de conducción, y cuanto más
elevada sea la temperatura más electrones de conducción habrá, aunqueelevada sea la temperatura más electrones de conducción habrá, aunque
ya a temperatura ambiente podemos decir que el semiconductor actúaya a temperatura ambiente podemos decir que el semiconductor actúa
como conductor.como conductor.

4. SemiconductorSemiconductor
intrínsecointrínseco
Si un electrón de valencia se convierte en electrón
de conducción deja una posición vacante, y si
aplicamos un campo eléctrico al semiconductor, este
“hueco” puede ser ocupado por otro electrón de
valencia, que deja a su vez otro hueco. Este efecto
es el de una carga +e moviéndose en dirección del
campo eléctrico. A este proceso le llamamos
‘generación térmica de pares electrón-hueco’.
Paralelamente a este proceso se da el de ‘recombinación’.Algunos
electrones de la banda de conducción pueden perder
energía(emitiéndola en forma de fotones, por ejemplo), y pasar a
la de valencia ocupando un nivel energético que estaba libre, o
sea , “ recombinándose” con un hueco. A temperatura constante,
se tendrá un equilibrio entre estos dos procesos, con el mismo
número de electrones en la banda de conducción que el de huecos
en la de valencia.
Este fenómeno de la conducción asociada a la formación de pares
en el semiconductor se denomina conducción intrínseca. Se
cumple que
p = n = ni --> Donde p y n son las concentraciones de huecos y
electrones respectivamente, y ni es la concentración de portadores
intrínsecos.

5. SemiconductoresSemiconductores
dopadosdopados
Los semiconductores extrínsecos se caracterizan,Los semiconductores extrínsecos se caracterizan,
porque tienen un pequeño porcentaje de impurezas,porque tienen un pequeño porcentaje de impurezas,
respecto a los intrínsecos; esto es, poseerespecto a los intrínsecos; esto es, posee
elementos trivalentes o pentavalentes, o lo que eselementos trivalentes o pentavalentes, o lo que es
lo mismo, se dice que el elemento está dopado.lo mismo, se dice que el elemento está dopado.
Dependiendo de si está dopado de elementosDependiendo de si está dopado de elementos
trivalentes, o pentavalentes, se diferencian dostrivalentes, o pentavalentes, se diferencian dos
tipos:tipos:
1. Semiconductores extrínsecos tipo n:
2. Semiconductores extrínsecos tipo p:

6. SemiconductoresSemiconductores
extrínsecos tipo n:extrínsecos tipo n:
Son los que están dopados, con elementos pentavalentes, como por ejemplo (As, P,Son los que están dopados, con elementos pentavalentes, como por ejemplo (As, P,
Sb). Que sean elementos pentavalentes, quiere decir que tienen cinco electrones en laSb). Que sean elementos pentavalentes, quiere decir que tienen cinco electrones en la
última capa, lo que hace que al formarse la estructura cristalina, un electrón quedeúltima capa, lo que hace que al formarse la estructura cristalina, un electrón quede
fuera de ningún enlace covalente, quedándose en un nivel superior al de los otrosfuera de ningún enlace covalente, quedándose en un nivel superior al de los otros
cuatro. Como consecuencia de la temperatura, además de la formación de los pares e-cuatro. Como consecuencia de la temperatura, además de la formación de los pares e-
h, se liberan los electrones que no se han unido.h, se liberan los electrones que no se han unido.
Como ahora en el semiconductor existe un mayor número de electrones que de huecos,Como ahora en el semiconductor existe un mayor número de electrones que de huecos,
se dice que los electrones son los portadores mayoritarios, y a las impurezas se lasse dice que los electrones son los portadores mayoritarios, y a las impurezas se las
llama donadoras.llama donadoras.
En cuanto a la conductividad del material, esta aumenta de una forma muy elevada, porEn cuanto a la conductividad del material, esta aumenta de una forma muy elevada, por
ejemplo; introduciendo sólo un átomo donador por cada 1000 átomos de silicio, laejemplo; introduciendo sólo un átomo donador por cada 1000 átomos de silicio, la
conductividad es 24100 veces mayor que la del silicio puro.conductividad es 24100 veces mayor que la del silicio puro.

7. SemiconductoresSemiconductores
extrínsecos de tipo p:extrínsecos de tipo p:
En este caso son los que están dopados con elementosEn este caso son los que están dopados con elementos
trivalentes, (Al, B, Ga, In). El hecho de ser trivalentes, hacetrivalentes, (Al, B, Ga, In). El hecho de ser trivalentes, hace
que a la hora de formar la estructura cristalina, dejen unaque a la hora de formar la estructura cristalina, dejen una
vacante con un nivel energético ligeramente superior al de lavacante con un nivel energético ligeramente superior al de la
banda de valencia, pues no existe el cuarto electrón que lobanda de valencia, pues no existe el cuarto electrón que lo
rellenaría. rellenaría.
Esto hace que los electrones salten a las vacantes conEsto hace que los electrones salten a las vacantes con
facilidad, dejando huecos en la banda de valencia, y siendo losfacilidad, dejando huecos en la banda de valencia, y siendo los
huecos portadores mayoritarios.huecos portadores mayoritarios.

8. ReferenciasReferencias
 http://galeon.com/semiconductores/tipos_semiconductores.htmlhttp://galeon.com/semiconductores/tipos_semiconductores.html
 http://http://www.ifent.orgwww.ifent.org/lecciones/semiconductor//lecciones/semiconductor/default.aspdefault.asp
 http://www.uv.es/candid/docencia/ed_tema-02.pdfhttp://www.uv.es/candid/docencia/ed_tema-02.pdf
 http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-
tecnicas/electronica/contenido/electronica/Tema1_SemiConduct.pdftecnicas/electronica/contenido/electronica/Tema1_SemiConduct.pdf
 http://www.etitudela.com/Electrotecnia/downloads/introduccion.pdfhttp://www.etitudela.com/Electrotecnia/downloads/introduccion.pdf