Este documento describe los principios básicos de los semiconductores. Explica que los semiconductores intrínsecos conducen electricidad a temperatura ambiente debido a electrones y huecos libres. También describe cómo las impurezas donadoras y aceptoras pueden crear semiconductores dopados tipo n y tipo p. Finalmente, explica cómo una unión p-n equilibra las concentraciones de portadores y genera una barrera de potencial.

1. SEMICONDUCTORES
Alumno: Ronald C. Ortiz Sotelo
ODE: Tacna

2.  Semiconductor intrínseco:
 A temperatura ambiente alguna de los enlaces
covalente se rompen y producen electrones libres y
huecos que contribuyen a la conducción.
SEMICONDUCTORES

3.  Cuando se aplica a un campo eléctrico a un semiconductor intrínseco,
se produce una corriente formada por dos componentes: corriente de
electrones en contra del campo n corriente de huecos a favor del
campo.
Corriente en un semiconductor

4. Impurezas Donadoras

5. Impurezas aceptadoras

6. Semiconductores dopados: Bandas en
semiconductores intrínsecos y dopados
Los portadores mayoritarios son los portadores que están en exceso en
un semiconductor dopado. En los semiconductores tipo n son
mayoritarios los electrones y en los tipo p los huecos. Los portadores en
defecto se llaman portadores minoritarios.

7. Propiedades de Si y Ge.

8.  Los fotones de energía luminosa alteran el equilibrio produciendo
nuevos pares electrón-hueco. Si R>>Rl el divisor de tensión que:
 Vo(T)=Rl/(Rl+R)V RL/RV=RLVA/LQ[UPP}(T)+UNN(T))]
 Durante el pulso la concentración de portadores aumenta
disminuyendo R y aumentando la tensión de salida av sobre el valor
de equilibrio vi la constate tp es el tiempo de vida de los portadores
minoritarios y demanda del material.
Tiempo de vida de portadores
minoritarios

9.  Siempre que hay una diferencia de concentración de algún
material, se produce una corriente de difusión de la zona de
alta concentración hacia la zona baja concentración.
 La corriente de baja concentración.
Corriente de difusión

10. Longitud de difusión

11.  Debido a la deferencia de concentración de portadores
debe existir una corriente de difusión en el material, por
lo tanto debe existir una corriente de arrastre (y un
campo eléctrico) que equilibre la corriente de difusión.
Dopado no uniforme

12.  Al unir una región tipo p con otra tipo n, se produce una
igualación del nivel de fermi.
 Esto implica que la banda de conducción del lado p se
encuentre en un nivel más alto respecto a la del lado n.
Unión p-n

13.  Los huecos del lado p se difunden a través de la unión hacia el lado n y lo
mismo pasa con los electrones del lado n hacia el lado p.
 Los electrones difundidos del lado p se combinan con los átomos
aceptores formando una región de átomos cargados negativamente y los
huecos que se difunden del lado n se combinan con los átomos
donadores formando una región de átomos cargados positivamente.
 El proceso se interrumpe cuando el potencial formado por las dos
regiones cargadas es suficiente para impedir el flujo de mas cargas
eléctricas.
Unión p-n en equilibrio

14. Variación de Q,E y V en la zona de
agotamiento

15. Concentración de huecos y
electrones
La concentración de huecos en el diodo de unión se meustra
en la siguiente figura. Se supone Na>Nd

16. Potencial de barrera y concentración de carga