El documento describe los semiconductores intrínsecos y dopados. Los semiconductores intrínsecos son materiales semiconductores extremadamente puros que contienen muy pocos electrones y huecos debido a la energía térmica. Los semiconductores dopados se crean al sustituir átomos del semiconductor puro por impurezas que introducen electrones u huecos adicionales, creando semiconductores de tipo N con exceso de electrones o de tipo P con exceso de huecos.

1. Presentado por:

2.  Un semiconductor es un material o compuesto que tiene
propiedades aislantes o conductoras. Unos de los elementos
más usados como semiconductores son el silicio, el germanio y
selenio, además hay otros que no son elementos como los
mencionados anteriormente si no que son compuestos como lo
son el Arseniuro de Galio, el Telururo de Plomo y el Seleniuro de
Zinc.(1)
 Describiremos la importancia y las propiedades de los
semiconductores intrínsecos y los semiconductores dopados.
(1) http://fisicadesemiconductores.blogspot.com/

3.  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.
 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.
 Intrínseco indica un material semiconductor extremadamente puro
contiene una cantidad insignificante de átomos de impurezas.
Donde n=p=ni
(2) http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina4.htm

4. Cuando los electrones libres llegan la
extremo derecho del cristal, entran al
conductor externo (normalmente un
hilo de cobre) y circulan hacia el
terminal positivo de la batería. Por
otro lado, los electrones libres en el
terminal negativo de la batería fluirían
hacia el extremos izquierdo del cristal.
Así entran en el cristal y se
recombinan con los huecos que llegan
al extremo izquierdo del cristal. Se
produce un flujo estable de electrones
libres y huecos dentro del
semiconductor.
(3) http://quintonochea.wikispaces.com/semiconductores1

5. 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’
(4) http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html

6. El silicio en su modelo
bidimensional, Vemos como cada
átomo de silicio se rodea de sus 4
vecinos próximos con lo que
comparte sus electrones de
valencia.
A 0ºK todos los electrones hacen
su papel de enlace y tienen
energías correspondientes a la
banda de valencia. Esta banda
estará completa, mientras que la de
conducción permanecerá vacía. Es
cuando hablamos de que el
conductor es un aislante perfecto.

7. 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.(5)
Semiconductor tipo P
Semiconductor tipo N
(5) http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp

8. Impurezas de valencia 5 (Arsénico,
Antimonio, Fósforo). Tenemos un cristal
de Silicio dopado con átomos de
valencia 5
Los átomo de valencia 5 tienen un
electrón de más, así con una
temperatura no muy elevada (a
temperatura ambiente por ejemplo), el
5º electrón se hace electrón libre. Esto
es, como solo se pueden tener 8
electrones en la órbita de valencia, el
átomo pentavalente suelta un electrón
que será libre.
(6) http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm

9. Impurezas de valencia 3 (Aluminio,
Boro, Galio). Tenemos un cristal de
Silicio dopado con átomos de valencia
3.
Los átomo de valencia 3 tienen un
electrón de menos, entonces como
nos falta un electrón tenemos un
hueco. Esto es, ese átomo trivalente
tiene 7 electrones en la orbita de
valencia. Al átomo de valencia 3 se le
llama "átomo trivalente" o "Aceptor".
A estas impurezas se les llama
"Impurezas Aceptoras". Hay tantos
huecos como impurezas de valencia 3
y sigue habiendo huecos de
generación térmica (muy pocos). El
número de huecos se llama p
(huecos/m3). (7)
(7) http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm

10. Para los semiconductores del
Grupo IV como Silicio, Germanio y
Carburo de silicio, los dopantes
más comunes son elementos del
Grupo III o del Grupo V. Boro,
Arsénico, Fósforo, y
ocasionalmente Galio, son
utilizados para dopar al Silicio.
(8) http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)

11. 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. La cantidad
de portadores mayoritarios será
función directa de la cantidad de
átomos de impurezas introducidos.
(9) http://ecotecnologias.wordpress.com/tag/celdas-solares/