Este documento explica los conceptos básicos de los semiconductores intrínsecos y dopados. Los semiconductores intrínsecos son puros y tienen una conductividad intermedia entre los conductores y aislantes. El dopaje involucra agregar impurezas para crear semiconductores tipo P o N con más portadores de carga, mejorando su conductividad.

1. Semiconductores
intrínsecos y dopados

2. SEMICONDUCTORES
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. semiconductor intrínseco
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.
La tensión aplicada en la figura forzará
a los electrones libres a circular hacia la
derecha (del terminal negativo de la pila
al positivo) y a los huecos hacia la
izquierda.

4. En el caso de los semiconductores intrínsecos 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.

5. CONDUCCIÓN INTRÍNSECA
Si
Si Si
Si
0ºK
C, Si, Ge
Grupo IV de la
tabla
periódica
1s2
2s2 2p2
3s2 3p2 3d10
4s2 4p2
Faltan 4
electrones en
la última capa

6. Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si Si
Si
0ºK
300ºK
+
Electrón Hueco

7. ACCIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si Si
Si
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+

8.  La corriente en un semiconductor es debida a
dos tipos de portadores de carga: HUECOS y
ELECTRONES
 La temperatura afecta fuertemente a las
propiedades eléctricas de los
semiconductores:
mayor
temperatura
más portadores
de carga
menor
resistencia

9. SEMICONDUCTORES
DOPADOS

10. 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. A los
semiconductores con dopajes ligeros y moderados se los conoce
como extrínsecos. Un semiconductor altamente dopado, que actúa
más como un conductor que como un semiconductor, es
llamado degenerado.
TÉCNICAS DE DOPADO:
– Difusión de impurezas – Implantación iónica
MATERIALES DOPANTES

11. IMPUREZAS
Sustancia o conjunto de sustancias extrañas a un cuerpo o
materia que están mezcladas con él y alteran, en algunos casos,
alguna de sus cualidades. En la práctica, para mejorar la
conductividad eléctrica de los semiconductores, se utilizan
impurezas añadidas voluntariamente. Para el dopado, se utiliza dos
tipos:
• Impurezas pentavalentes
Son elementos cuyos átomos tienen cinco electrones de valencia
en su orbital exterior. Entre ellos se encuentran el fósforo, el
antimonio y el arsénico.
• Impurezas trivalentes
Son elementos cuyos átomos tienen tres electrones de valencia
en su orbital exterior. Entre ellos se encuentran el boro, el galio y el
indio.

12. Cuando un elemento con cinco electrones de valencia
entra en la red cristalina del silicio, se completan los
cuatro electrones de valencia que se precisan para
llegar al equilibrio y queda libre un quinto electrón que
le hace mucho mejor conductor. De un semiconductor
dopado con impurezas pentavalentes se dice que es de
tipo N
En cambio, si se introduce una impureza trivalente en la
red cristalina del silicio, se forman tres enlaces
covalentes con tres átomos de silicio vecinos,
quedando un cuarto átomo de silicio con un electrón
sin enlazar, provocando un hueco en la red cristalina.
De un semiconductor dopado con impurezas trivalentes
se dice que es de tipo P

13. UTILIDAD DEL DOPADO
La idea de dopar un semiconductor es variar sus
propiedades eléctricas.
Los metales conducen a base de tener electrones sueltos
en su capa superior. Cuando se fabrican semiconductores,
se buscan generalmente de dos tipos, P y N.

14. DOPAJE TIPO P
Los de tipo P son dopados con otros elementos para
que les falten electrones, lo que normalmente se
denominan huecos en electrónica.
El 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

15. DOPAJE TIPO N
Los de tipo N se dopan para tener electrones de más.
El siguiente es un
ejemplo de dopaje de
Silicio por el Fósforo
(dopaje N). En el
caso del Fósforo, se
dona un electrón.

16. Fuentes de información
• http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor
• http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/default.asp
• http://es.wikipedia.org/wiki/Portador_mayoritario
• http://fisicadesemiconductorescun.blogspot.com/2010/09/fisica-de-
semiconductores.html
• https://www.google.com.pe/search?hl=es-
419&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1024&bih=682&q=semiconductores+i
ntrinsecos&oq=semiconductores+in&gs_l=img.1.0.0j0i24l9.3767.12339.0.14566.25.
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• https://www.google.com.pe/search?hl=es-
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419&q=semiconductores+dopados&tbm=isch
• http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_4.htm
• http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)
• http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electrodinamica/ap06_conductores_aislantes.ph
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