El documento describe los diferentes tipos de semiconductores. Explica que los semiconductores intrínsecos son puros y contienen pocos electrones libres a temperatura ambiente, mientras que los semiconductores extrínsecos se crean al dopar materiales puros como el silicio con pequeñas cantidades de otros elementos para crear electrones o huecos adicionales que permitan una mejor conducción. También describe cómo se fabrican y usan dispositivos semiconductores como las obleas de silicio y los diodos láser de arseniuro de galio.

1. Alumno:
Profesor:
• Juan Carlos Aquino H.
• Kelly Condori Zamora.
Semiconductores:
• Intrínsecos.
• extrínsecos
SEMICONDUCTORES

2. 1. Concepto
SEMICONDUCTORES
 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.
 Describiremos la importancia y las propiedades de
los semiconductores intrínsecos y los
semiconductores dopados.

3. SEMICONDUCTORES
 Los materiales semiconductores, según su pureza, se clasifican de la siguiente
forma:
1. Intrínsecos
2. 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.
 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.

4. SEMICONDUCTORES
 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

5. SEMICONDUCTORES
 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

6. SEMICONDUCTORES
 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.

7. SEMICONDUCTORES
 Cuando a la estructura
molecular cristalina del
silicio o del germanio se le
introduce cierta alteración,
esos elementos
semiconductores permiten el
paso de la corriente eléctrica
por su cuerpo en una sola
dirección. Para hacer
posible, la estructura
molecular del semiconductor
se dopa mezclando los
átomos de silicio o de
germanio con pequeñas
cantidades de átomos de
otros elementos o
"impurezas".

8. SEMICONDUCTORES
 Generalmente los átomos de
las “impurezas”
corresponden también a
elementos semiconductores
que, en lugar de cuatro,
poseen tres electrones en su
última órbita [como el galio
(Ga) o el indio (In)], o que
poseen cinco electrones
también en su última órbita
[como el antimonio (Sb) o el
arsénico (As)]. Una vez
dopados, el silicio o el
germanio se convierten en
semiconductores
“extrínsecos” y serán
capaces de conducir la
corriente eléctrica.

9. SEMICONDUCTORES
 En la actualidad el elemento
más utilizado para fabricar
semiconductores para el uso
de la industria electrónica es
el cristal de silicio (Si) por
ser un componente
relativamente barato de
obtener. La materia prima
empleada para fabricar
cristales semiconductores de
silicio es la arena, uno de los
materiales más abundantes
en la naturaleza. En su forma
industrial primaria el cristal
de silicio tiene la forma de
una oblea de muy poco
grosor (entre 0,20 y 0,25 mm
aproximadamente), pulida
como un espejo.

10. SEMICONDUCTORES
 A la izquierda se muestra la
ilustración de una oblea (wafer)
o cristal semiconductor de.
silicio pulida con brillo de
espejo, destinada a la
fabricación de transistores y
circuitos. integrados.
 A la derecha aparece la cuarta
parte de la oblea conteniendo
cientos de. minúsculos dados o
“chips”, que se pueden obtener
de cada una. Esos chips son los.
que después de pasar por un
proceso tecnológico apropiado se
convertirán en. transistores o
circuitos integrados. Una vez que
los chips se han convertido en.
transistores o circuitos
integrados serán desprendidos de
la oblea y colocados dentro. de
una cápsula protectora con sus
correspondientes conectores
externos.

11. SEMICONDUCTORES
 Durante mucho tiempo se empleó
también el selenio (S) para fabricar
diodos semiconductores en forma de
placas rectangulares, que combinadas y
montadas en una especie de eje se
empleaban para rectificar la corriente
alterna y convertirla en directa. Hoy en
día, además del silicio y el germanio, se
emplean también combinaciones de
otros elementos semiconductores
presentes en la Tabla Periódica. Placa
individual de 2 x 2 cm de área,
correspondiente a un antiguo diodo de
selenio.
 Entre esas combinaciones se encuentra
la formada por el galio (Ga) y el
arsénico (As) utilizada para obtener
arseniuro de galio (GaAs), material
destinado a la fabricación de diodos
láser empleados como dispositivos de
lectura en CDs de audio.

12. SEMICONDUCTORES
 Lente (señalada con la
flecha) detrás de la
cual se encuentra
instalado un diodo
láser de arseniuro de
galio (GaAs) empleado
para leer datos de
texto, presentaciones
multimedia o música
grabada en un CD. En
esta ilustración el. CD
se ha sustituido por un
disco similar
transparente de
plástico común.

13. SEMICONDUCTORES
 Tanto los cristales de silicio (Si) como los de germanio (Ge)
en estado puro se pueden convertir en dispositivos
semiconductores, capaces de conducir la corriente eléctrica
si para ello alteramos su estructura molecular cristalina
introduciendo ciertas cantidades de "impurezas".
Para realizar ese cambio será necesario introducir átomos
de otros elementos semiconductores apropiados que posean
tres electrones en su banda de valencia o última órbita
(átomos trivalentes) o también cinco electrones en esa
propia órbita (átomos pentavalentes). A tales efectos se
consideran impurezas los siguientes elementos con átomos
trivalentes: aluminio (Al), galio (Ga) e indio (In). También se
consideran impurezas los átomos pentavalentes de arsénico
(As), fósforo (P) o de antimonio (Sb).

14. SEMICONDUCTORES
 Estructura cristalina compuesta
por átomos de silicio (Si)
formando una celosía. Como se
puede observar, esta estructura
se ha dopado añadiendo átomos
de antimonio (Sb) para crear un
material semiconductor
“extrínseco”. Los átomos de
silicio (con cuatro electrones
en la última órbita o banda de
valencia) se unen formando
enlaces covalentes con los
átomos de antimonio (con cinco
en su última órbita banda de
valencia). En esa unión quedará
un electrón libre dentro de la
estructura cristalina del silicio
por cada átomo de antimonio
que se haya añadido.

15. SEMICONDUCTORES
 Estructura cristalina compuesta por
átomos de silicio (Si). que forman,
como en el caso anterior, una
celosía, dopada. ahora con átomos
de galio (Ga) para formar un.
semiconductor “extrínseco”. Como
se puede observar en. la.
ilustración, los átomos de silicio
(con cuatro electrones en. la.
última órbita o banda de valencia)
se unen formando. enlaces
covalente con los átomos de galio
(con tres. electrones en su banda
de valencia). En esas condiciones.
quedará un hueco con defecto de
electrones en la. estructura.
cristalina de silicio, convirtiéndolo
en un. semiconductor tipo-P
(positivo) provocado por el defecto
de. electrones en la estructura.

16. SEMICONDUCTORES
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http://quintonochea.wikispaces.com/semiconductores1
http://www.ujaen.es/investiga/solar/07cursosolar/home_main_frame/03_celula/01_basico/3_celula_02.htm
http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp
http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm
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http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores) http://ecotecnologias.wordpress.com/tag/celd
incorporación en el silicio de átomos con 3as-solares/ electrones de valencia, generalmente se utiliza
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Wesley/UA Madrid, 1996
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nt=firefox-a&hs=b6i&rls=org.mozilla:es-
ES:official&channel=nts&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=HX9hVN_iF4ymNovng_gJ&ved=0CAgQ_AUoAQ
&biw=1280&bih=913#rls=org.mozilla:es-
ES:official&channel=nts&tbm=isch&q=DIODO+LASER+PARA+CD&facrc=_&imgdii=MRXDPQFWCHL6DM%
3A%3BxrZOy5vDjaefGM%3BMRXDPQFWCHL6DM%3A&imgrc=MRXDPQFWCHL6DM%253A%3BJdCfCH
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