Este documento describe los semiconductores intrínsecos y dopados. Explica que los semiconductores intrínsecos son puros y tienen la misma cantidad de electrones y huecos. Los semiconductores dopados tienen átomos sustituidos que introducen portadores mayoritarios, creando los tipos N (electrones mayoritarios) y P (huecos mayoritarios). Esto aumenta la corriente eléctrica en el semiconductor.

1. SEMICONDUCTORES
INTRINSECOS Y
SEMICONDUCTORES
DOPADOS
VILLAFANA CHEGNES, Daniel Orlando
FISICA ELECTRONICA

2. SEMICONDUCTORES
INTRINSECOS
 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

3. SEMICONDUCTORES
INTRINSECOS
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.

4. SEMICONDUCTORES
INTRINSECOS
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.

5. SEMICONDUCTORES
DOPADOS
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

6. SEMICONDUCTORES
DOPADOS
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:
 Aplicar una tensión de valor superior
 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".
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.
 Semiconductor tipo P
 Semiconductor tipo N

7. SEMICONDUCTORES
DOPADOS
SEMICONDUCTOR TIPO N
Si en una red cristalina de silicio (átomos de silicio enlazados entre sí)....

8. SEMICONDUCTORES DOPADOS
.... sustituimos uno de sus átomos (que como sabemos tiene 4 electrones en su capa
exterior) por un átomo de otro elemento que contenga cinco electrones en su capa
exterior, resulta que cuatro de esos electrones sirven para enlazarse con el resto de
los átomos de la red y el quinto queda libre.

9. SEMICONDUCTORES
DOPADOS
A esta red de silicio "dopado" con esta clase de
impurezas se le denomina "Silicio tipo N"
En esta situación hay mayor número de electrones
que de huecos. Por ello a estos últimos se les
denomina "portadores minoritarios" y "portadores
mayoritarios" a los electrones
Las Impurezas tipo N más utilizadas en el proceso
de dopado son el arsénico, el antimonio y el
fósforo
Está claro que si a un semiconductor dopado se le
aplica tensión en sus bornes, las posibilidades de
que aparezca una corriente en el circuito son
mayores a las del caso de la aplicación de la
misma tensión sobre un semiconductor intrínseco

10. SEMICONDUCTORES DOPADOS
SEMICONDUCTOR TIPO P
Si en una red cristalina de silicio (átomos de silicio enlazados entre sí)....

11. SEMICONDUCTORES DOPADOS
.... sustituimos uno de sus átomos (que como sabemos tiene 4 electrones en su capa
exterior) por un átomo de otro elemento que contenga tres electrones en su capa
exterior, resulta que estos tres electrones llenarán los huecos que dejaron los
electrones del átomo de silicio, pero como son cuatro, quedará un hueco por ocupar.
Ósea que ahora la sustitución de un átomo por otros provoca la aprición de huecos en
el cristal de silicio. Por tanto ahora los "portadores mayoritarios" serán los huecos y
los electrones los portadores minoritarios.
A esta red de silicio dopada con esta clase de impurezas se le denomina "silicio tipo
P"

12. SEMICONDUCTORES
DOPADOS
BIBLIOGRAFIA
http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp
http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html
http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_4.
htm
http://ocwus.us.es/fisica-aplicada/copy_of_complementos-defisica/temas/TEMA3.pdf