Este documento resume los conceptos básicos de los semiconductores. Explica que los semiconductores son elementos que pueden comportarse como conductores o aislantes dependiendo de factores como el campo eléctrico, la temperatura o la radiación. Luego lista los elementos químicos semiconductores y describe la estructura de silicio y germanio, los cuales forman cristales tetraédricos. Finalmente, explica los tipos de dopaje para crear semiconductores intrínsecos y extrínsecos.

1. Alumno: Pachas Salvador Victor
Curso: Física Eletrónica

2.  Semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o
como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el
campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la
temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos
semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla adjunta.
Electrones en
Elemento Grupos
la última capa
Cd 12 2 e-
Al, Ga, B, In 13 3 e-
Si, C, Ge 14 4 e-
P, As, Sb 15 5 e-
Se, Te, (S) 16 6 e-
 http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor

3.  Es un cristal de Silicio o Germanio que forma una estructura tetraédrica similar
a la del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura
representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristal se encuentra a
temperatura ambiente algunos electrones pueden absorber la energía necesaria
para saltar a la banda de conducción dejando el correspondiente hueco en
la banda de valencia (1). Las energías requeridas, a temperatura ambiente, son
de 1,12 eV y 0,67 eV para el silicio y el germanio respectivamente.
 Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los
electrones pueden caer, desde el estado energético correspondiente a la banda
de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este
fenómeno de singadera extrema se le denomina recombinación. Sucede que, a
una determinada temperatura, las velocidades de creación de pares e-h, y de
recombinación se igualan, de modo que la concentración global de electrones y
huecos permanece constante. Siendo "n" la concentración de electrones (cargas
negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas), se cumple que:
ni = n = p

4.  Silicio y Germanio
 http://html.rincondelvago.com/000268943.png
 http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/ingenieria/media/200708/22/tecnologia
/20070822klpingtcn_104.Ges.SCO.png

5.  Si a un semiconductor intrínseco, como el anterior, se
le añade un pequeño porcentaje de impurezas, es decir,
elementos trivalentes o pentavalentes, el
semiconductor se denomina extrínseco, y se dice que
está dopado. Evidentemente, las impurezas deberán
formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al
correspondiente átomo de silicio. Hoy en dia se han
logrado añadir impurezas de una parte por cada 10
millones, logrando con ello una modificación del
material.

6.  Si en un material hay un exceso de cargas negativas (electrones), muchas de ellas no
podrán encontrar pareja para formar el enlace. Como consecuencia, estos electrones «de
sobra» se situarán libremente alrededor de los átomos y podrán moverse con facilidad.
 Este exceso de cargas negativas se consigue introduciendo impurezas con más electrones
de valencia que el material semiconductor base.
 http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/ingenieria/media/200708/22/tecnologia/20070822klpingt
cn_105.Ges.SCO.png
 http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/ingenieria/media/200708/22/tecnologia/20070822klpingt
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7.  Son los que están dopados, con elementos pentavalentes, como por ejemplo (As, P,
Sb). Que sean elementos pentavalentes, quiere decir que tienen cinco electrones en
la última capa, lo que hace que al formarse la estructura cristalina, un electrón
quede fuera de ningún enlace covalente, quedándose en un nivel superior al de los
otros cuatro. Como consecuencia de la temperatura, además de la formación de los
pares e-h, se liberan los electrones que no se han unido.
 En cuanto a la conductividad del material, esta aumenta de una forma muy elevada,
por ejemplo; introduciendo sólo un átomo donador por cada 1000 átomos de silicio,
la conductividad es 24100 veces mayor que la del silicio puro.
 http://galeon.hispavista.com/fisicauva/img/33.jpg

8.  En este caso son los que están dopados con elementos trivalentes, (Al, B, Ga, In). El
hecho de ser trivalentes, hace que a la hora de formar la estructura cristalina, dejen
una vacante con un nivel energético ligeramente superior al de la banda de valencia,
pues no existe el cuarto electrón que lo rellenaría.
 Esto hace que los electrones salten a las vacantes con facilidad, dejando huecos en la
banda de valencia, y siendo los huecos portadores mayoritarios.
http://galeon.hispavista.com/fisicauva/img/44.jpg