Un semiconductor es un material cuya conductividad eléctrica se sitúa entre la de un aislante y un conductor. Los semiconductores más comunes son el silicio y el germanio, siendo el silicio el más utilizado debido a su mayor estabilidad. Los semiconductores pueden ser intrínsecos, formados solo por átomos del material puro, o dopados mediante la adición de impurezas que introducen electrones o huecos adicionales para mejorar su conductividad.

1. Un semiconductor es un elemento material cuya
conductividad eléctrica puede considerarse
situada entre las de un aislante y la de un
conductor, considerados en orden creciente
Los semiconductores más conocidos son el silicio
(Si) y el germanio (Ge).
Debido a que el comportamiento del silicio es
más estable que el germanio frente a todas las
perturbaciones exteriores que pueden variar su
respuesta normal, el (Si) es el elemento
semiconductor más utilizado en la fabricación de
los componentes electrónicos de estado solido.

2. El átomo de silicio tiene tantas cargas positivas en el
núcleo, como electrones en las órbitas que le rodean. (En
el caso del silicio este número es de 14). El interés del
semiconductor se centra en su capacidad de dar lugar a la
aparición de una corriente, es decir, que haya un
movimiento de electrones. Como es de todos conocido,
un electrón se siente más ligado al núcleo cuanto mayor
sea su cercanía entre ambos.
Por tanto los electrones que tienen menor fuerza de
atracción por parte del núcleo y pueden ser liberados de
la misma, son los electrones que se encuentran en las
órbitas exteriores. Estos electrones pueden, según lo
dicho anteriormente, quedar libres al inyectarles una
pequeña energía o temperatura mayor a ºK.

3. En vez de utilizar el modelo completo del átomo de silicio
(figura 1), utilizaremos la representación simplificada
(figura 2) donde se resalta la zona de nuestro interés.

5. SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO
Cuando el silicio se encuentra formado por sus átomos
anteriormente mostrados, se dice que se encuentra en
estado puro o más usualmente que es un semiconductor
intrínseco.
Una barra de silicio puro está formada por un conjunto
de átomos en lazados unos con otros según una
determinada estructura geométrica que se conoce como
red cristalina. Si en estas condiciones inyectamos energía
desde el exterior, algunos de esos electrones de los
órbitas externas dejarán de estar enlazados y podrán
moverse.

6. SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO
Lógicamente si un electrón se desprende del átomo, este
ya no está completo, decimos que está cargado
positivamente, pues tiene una carga negativa menos, o
que ha aparecido un hueco. Asociamos entonces el
hueco a una carga positiva o al sitio que ocupaba el
electrón. El átomo siempre tendrá la tendencia a estar en
su estado normal, con todas sus cargas, por lo tanto en
nuestro caso, intentará atraer un electrón de otro átomo
para rellenar el hueco que tiene.
Toda inyección de energía exterior produce pues un
proceso continuo que podemos concretar en dos puntos:

7. • Electrones que se quedan libres y se desplazan de un
átomo a otro a lo largo de la barra del material
semiconductor de silicio.
• Aparición y desaparición de huecos en los diversos
átomos del semiconductor.
Queda así claro que el único movimiento real existente
dentro de un semiconductor es el de electrones. Lo
que sucede es que al aparecer y desaparecer huecos o
"cargas positivas", en puntos diferentes del
semiconductor, parece que estos se mueven dando
lugar a una corriente de cargas positivas. Este hecho,
movimiento de huecos, es absolutamente falso.

8. Los huecos no se mueven, sólo parece que lo hacen.
Ahora bien, para facilitar el estudio de los
semiconductores hablaremos de corriente de huecos
(cargas positivas), pues nos resulta más cómodo y los
resultados obtenidos son los mismos que los reales.
SEMICONDUCTOR DOPADO O
EXTRÍNSECO
Si aplicamos una tensión al cristal de silicio, el
positivo de la pila intentará atraer los electrones y el
negativo los huecos favoreciendo así la aparición
de una corriente a través del circuito

10. Ahora bien, esta corriente que aparece es de muy
pequeño valor, pues son pocos los electrones que
podemos arrancar de los enlaces entre los átomos de
silicio. Para aumentar el valor de dicha corriente tenemos
dos posibilidades:
a) Aplicar una tensión de valor superior
b) Introducir previamente en el semiconductor
electrones o huecos desde el exterior
La primera solución no es factible pues, aún aumentando
mucho el valor de la tensión aplicada, la corriente que
aparece no es de suficiente valor. La solución elegida es la
segunda.
En este segundo caso se dice que el semiconductor está
"dopado".

11. El dopaje consiste en sustituir algunos átomos de silicio
por átomos de otros elementos a esto se le llamaría
semiconductores extrínsecos. Dependiendo del tipo de
impureza con el que se dope al semiconductor puro o
intrínseco aparecen dos clases de semiconductores.
Material tipo n
Tanto los materiales tipo n como los tipo p se forman
agregando un número predeterminado de átomos de
impureza a una base de silicio. Un material tipo n se crea
introduciendo elementos de impureza que contienen
cinco electrones de valencia (pentavelantes), como el
antimonio, el arsénico y el fósforo. El efecto de tales
elementos de impureza se indica en la figura (con
antimonio como la impureza en una base de silicio).

13. Observamos que los cuatros enlaces covalentes
permanecen.
Existe, sin embargo, un quinto electrón adicional debido al
átomo de impureza, el cual no está asociado con cualquier
enlace covalente particular. Este electrón restante,
enlazado de manera poco firme a su átomo antimonio,
está en cierto modo libre para moverse dentro del
material tipo n recién formado, puesto que el átomo de
impureza insertado ha donado un electrón relativamente
“libre”
a la estructura.
Las impurezas difundidas con cinco electrones de valencia
se conocen como átomos donadores.

14. Material tipo p
El material tipo p se forma dopando un cristal de
germanio o silicio puro con átomos de impureza que
tienen tres electrones de valencia. Los elementos más
utilizados para este propósito son boro, galio el indio. El
efecto de uno de estos elementos, el boro, en una base
de silicio se indica en la siguiente figura de abajo.
Observe que ahora el número de electrones es
insuficiente para completar las bandas covalentes
de la estructura recién formada. El vacío resultante se
llama hueco y se denota con un pequeño círculo o un
signo más, para indicar la ausencia de una carga positiva.

15. Por lo tanto, el vacío resultante aceptará con facilidad un
electrón libre:
Las impurezas difundidas con tres electrones de valencia
se llaman átomos aceptores.
El material tipo p es eléctricamente neutro por las mismas
razones descritas para el material tipo n.

16. BIBLIOGRAFIA
http://www.uv.es/~navasqui/Tecnologia/Tema3.pdf
http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/intrinseco.asp
http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina
5.htm
https://www.google.com.pe/search?
q=SEMICONDUCTORES+INTRINSECOS+Y+DOPADOS&es_sm=93&tbm=isch&tb
o=u&source=univ&sa=X&ei=BTt0U_rMFvPMsQSurIK4Dw&ved=0CFwQsAQ&bi
w=1024&bih=475
Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky, Teoría de circuitos y dispositivos
Electrónicos. Editorial Pearson, Decima Edicion,2009