Los primeros semiconductores fueron detectores de galena utilizados en radiorreceptores a principios del siglo 20. En 1940, Russell Ohl descubrió que la conductividad eléctrica de ciertos cristales variaba con la luz, lo que condujo al desarrollo de las celdas solares. Posteriormente, en 1947 se desarrolló el primer transistor de germanio, estableciendo las bases de la electrónica moderna. Para mejorar las propiedades de los semiconductores, se les somete a un proceso llamado "dopaje" consistente

2. Los primeros semiconductores utilizados para fines técnicos fueron pequeños detectores diodos empleados a principios del
siglo 20 en los primitivos radiorreceptores, que se conocían como “de galena”. Ese nombre lo tomó el radiorreceptor de la
pequeña piedra de galena o sulfuro de plomo (PbS) que hacía la función de diodo y que tenían instalado para sintonizar las
emisoras de radio. La sintonización se obtenía moviendo una aguja que tenía dispuesta sobre la superficie de la piedra.
Aunque con la galena era posible seleccionar y escuchar estaciones de radio con poca calidad auditiva, en realidad nadie
conocía que misterio encerraba esa piedra para que pudiera captarlas.
En 1940 Russell Ohl, investigador de los Laboratorios Bell, descubrió que si a ciertos cristales se le añadía una pequeña
cantidad de impurezas su conductividad eléctrica variaba cuando el material se exponía a una fuente de luz. Ese
descubrimiento condujo al desarrollo de las celdas fotoeléctricas o solares. Posteriormente, en 1947 William Shockley,
investigador también de los Laboratorios Bell, Walter Brattain y John Barden, desarrollaron el primer dispositivo
semiconductor de germanio (Ge), al que denominaron “transistor” y que se convertiría en la base del desarrollo de la
electrónica moderna.
Los "semiconductores" como el silicio (Si), el germanio (Ge) y el selenio (Se), por ejemplo, constituyen elementos que poseen
características intermedias entre los cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no se consideran ni una cosa, ni la otra.
Sin embargo, bajo determinadas condiciones esos mismos elementos permiten la circulación de la corriente eléctrica en un
sentido, pero no en el sentido contrario. Esa propiedad se utiliza para rectificar corriente alterna, detectar señales de radio,
amplificar señales de corriente eléctrica, funcionar como interruptores o compuertas utilizadas en electrónica digital, etc.

3. 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
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.
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.
Cada átomo de un semiconductor tiene 4
electrones en su órbita externa (electrones de
valencia), que comparte con los átomos
adyacentes formando 4 enlaces covalentes.
De esta manera cada átomo posee 8
electrones en su capa más externa.,
formando una red cristalina, en la que la
unión entre los electrones y sus átomos es
muy fuerte. Por consiguiente, en dicha red,
los electrones no se desplazan fácilmente, y el
material en circunstancias normales se
comporta como un aislante.

5. Para mejorar las propiedades de los semiconductores, se les
somete a un proceso de impurificación (llamado dopaje),
consistente en introducir átomos de otros elementos con el fin
de aumentar su conductividad. El semiconductor obtenido se
denominará semiconductor extrínseco. Según la impureza
(llamada dopante) distinguimos:
Semiconductor tipo P : se emplean
elementos trivalentes (3 electrones de
valencia) como el Boro (B), Indio (In) o
Galio (Ga) como dopantes. Puesto que no
aportan los 4 electrones necesarios para
establecer los 4 enlaces covalentes, en la
red cristalina éstos átomos presentarán un
defecto de electrones (para formar los 4
enlaces covalentes). De esa manera se
originan huecos que aceptan el paso de
electrones que no pertenecen a la red
cristalina. Así, al material tipo P también se
le denomina donador de huecos (o
aceptador de electrones).
Semiconductor tipo N: Se emplean
como impurezas elementos
pentavalentes (con 5 electrones de
valencia) como el Fósforo (P), el
Arsénico (As) o el Antimonio (Sb). El
donante aporta electrones en exceso,
los cuales al no encontrarse enlazados,
se moverán fácilmente por la red
cristalina aumentando su
conductividad. De ese modo, el
material tipo N se denomina también
donador de electrones.
El dopaje fue desarrollado originalmente por John Robert
Woodyard mientras trabajaba para la Sperry Gyroscope
Company durante la Segunda Guerra Mundial.1 La demanda de
su trabajo sobre el radar durante la guerra no le permitió
desarrollar más profundamente la investigación sobre el
dopaje, pero durante la posguerra se generó una gran
demanda iniciada por la companía Sperry Rand, al conocerse su
importante aplicación en la fabricación de transistores.

6. • Para aumentar la conductividad (que sea más conductor) de
un SC (Semiconductor), se le suele dopar o añadir átomos
de impurezas a un SC intrínseco, un SC dopado es un SC
extrínseco.
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.
Siguen dándose las reacciones anteriores. Si metemos 1000 átomos de impurezas tendremos 1000 electrones más los que
se hagan libres por generación térmica (muy pocos).
A estas impurezas se les llama "Impurezas Donadoras". El número de electrones libres se llama n (electrones libres/m3).
Impurezas de valencia 5
(Arsénico, Antimonio,
Fósforo). Tenemos un cristal
de Silicio dopado con
átomos de valencia 5.

7. El átomo de Sb comparte cuatro de sus cinco electrones de valencia con los cuatro átomos de Si
que lo rodean. ¿Qué pasa? Pues que al átomo de Sb le sobra un electrón, y ese electrón tiene
cierta libertad para moverse por el cristal, siempre y cuando le demos suficiente energía como
para que se separe del átomo de Sb. Esto, explicado con un diagrama de bandas como los que he
puesto más arriba, significa que, una vez que tenemos nuestras impurezas en el cristal, los
electrones sobrantes se sitúan, energéticamente hablando, en niveles localizados que están
dentro de la banda prohibida, pero muy cerquita de la banda de conducción, así que con muy
poquita energía (la que tienen por estar el sólido a temperatura ambiente, por ejemplo), pueden
saltar a la banda de conducción y bueno, ya sabéis, moverse por ahí. De este modo, dopando el
Si con Sb (es decir, introduciendo en el cristal de Si impurezas de Sb) conseguimos un material
rico en electrones que son libres de moverse bajo la influencia de un campo eléctrico. A
semiconductores dopados de esta manera, se les llama tipo n.
El átomo de la impureza comparte sus tres electrones de valencia con tres de sus átomos de Si
vecinos, pero no tiene nada que ofrecer al cuarto en discordia. En este brazo del átomo de B,
queda un hueco que puede ser llenado por un electrón del átomo de Si vecino (¿veis?, ya salen los
huecos a relucir) siempre y cuando a dicho electrón se le comunique suficiente energía como para
abandonar su átomo original. Así, el hueco puede ir saltando de átomo en átomo, y transportar su
carga (rigurosamente, su falta de carga negativa, que es como si fuera una carga positiva en el
material neutro).
En un diagrama de bandas como el que enseñé antes, la cosa se ve así (parte derecha de la Figura
6): los átomos de impureza introducen unos niveles energéticos que están vacíos, y que están
localizados en la banda de energía prohibida, un poco por encima del borde de la banda de
valencia. Es fácil, para los electrones en la banda de valencia, adquirir suficiente energía (por estar
el material a temperatura ambiente, de nuevo), llenar esos niveles, y dejar un hueco atrás, que es
el que se encarga de conducir la electricidad.

8. • http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_3.htm
• http://pelandintecno.blogspot.com/2014/04/semiconductores-intrinsecos-y.html
• http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm#Caso 1
• https://thetuzaro.wordpress.com/tag/semiconductores-tipo-p/
• http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)