Semiconductores

los semiconductores intrínsecos y
los semiconductores dopados
PRESENTADO POR:
IVAN PANIURA
INGENIERÍA DE SISTEMAS E INFORMÁTICA

INTRODUCCIÓN
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.

LOS SEMICONDUCTORES
INTRÍNSECOS (2)
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)

flujo estable de electrones libres y huecos
dentro del semiconductor (3)
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)

generación térmica de pares electrón-
hueco (4)
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’

ejemplo
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.

los semiconductores dopados
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
Sentido del movimiento de un electrón y un
hueco en el silicio.
(5)

Caso 1 Dopado de un semiconductor
(6)
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)

Caso 2
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)

Elementos dopantes (8)
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)
Ejemplo de dopaje de Silicio por el
Fósforo (dopaje Tipo N). En el caso
del Fósforo, se dona un electrón

ejemplo de dopaje «tipo p»
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.
En el doping tipo p, la creación de
agujeros, es alcanzada mediante la
incorporación en el silicio de átomos con 3
electrones de valencia, generalmente se
utiliza boro.(9)
(9)

CONCLUSIONES
En la producción de
semiconductores, se
denomina dopaje al proceso
intencional de agregar
impurezas en un
semiconductor
extremadamente puro
(también referido como
intrínseco) con el fin de
cambiar sus propiedades
eléctricas. Las impurezas
utilizadas dependen del tipo
de semiconductores a dopar.
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

Semiconductores

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Similar a Semiconductores

Semiconductores