Este documento describe los semiconductores, incluyendo su clasificación como intrínsecos o extrínsecos (dopados). Los semiconductores intrínsecos como el silicio tienen bandas de valencia y conducción que pueden intercambiar electrones a temperaturas mayores que el cero absoluto. Los semiconductores dopados con impurezas trivalentes o pentavalentes se clasifican como tipo P o tipo N, respectivamente, dependiendo de si los portadores mayoritarios son huecos o electrones.

1. FISICA ELECTRONICA
Curso : Física Electrónica
Unidad 2 : Física de los Semiconductores
Profesor : Eusebio Carrasco Sajami
Alumno : Rufino Alfredo Quincho Villanueva
Actividad : Semiconductores
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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.
Para poder elegir un elemento como semiconductor, se tienen que tener en cuenta
ciertos factores:
1. La cristalinidad. Es un factor esencial, dependiendo de la cristalinidad se podrá
ejecutar un método u otro para extraer y utilizar el elemento. La cristalinidad se
refiere a la disposición que tienen los átomos en la estructura cristalina. El silicio se
puede encontrar en tres estados cristalinos: monocristalino, policristalino y amorfo.

3. 2. Absorción.- Nos referimos al coeficiente de absorción que tienen los elementos
sobre la luz, o mejor dicho, sobre unas longitudes de onda. Si un material dispone
de un coeficiente pequeño significará que tiene poca absorción. Por esto, las células
de silicio cristalino tienen un espesor considerable, porque su coeficiente no es
elevado.
3. El coste.- Tenemos que tener en cuenta este factor. Siempre estará estrechamente
relacionado con la extracción del material, su manipulación, los métodos para
purificarlo, etc.

4. SEMICONDUCTORES INTRINSECOS:
Los elementos semiconductores por excelencia son el silicio y el germanio, aunque
existen otros elementos como el estaño, y compuestos como el arseniuro de galio
que se comportan como tales.
Tomemos como ejemplo el silicio en su modelo bidimensional:

5. Vemos como cada átomo de silicio se rodea de sus 4 vecinos próximos con lo que
comparte sus electrones de valencia.
A 0ºK todos los electrones hacen su papel de enlace y tienen energías
correspondientes a la banda de valencia. Esta banda estará completa, mientras que la
de conducción permanecerá vacía. Es cuando hablamos de que el conductor es un
aislante perfecto.
Ahora bien, si aumentamos la temperatura, aumentará por consiguiente la energía
cinética de vibración de los átomos de la red, y algunos electrones de valencia pueden
absorber de los átomos vecinos la energía suficiente para liberarse del enlace y
moverse a través del cristal como electrones libres. Su energía pertenecerá a la banda
de conducción, y cuanto más elevada sea la temperatura más electrones de
conducción habrá, aunque ya a temperatura ambiente podemos decir que el
semiconductor actúa como conductor.

6. Si un electrón de valencia se convierte en electrón de conducción deja una posición
vacante, y si aplicamos un campo eléctrico al semiconductor, este “hueco” puede ser
ocupado por otro electrón de valencia, que deja a su vez otro hueco. Este efecto es
el de una carga +e moviéndose en dirección del campo eléctrico. A este proceso le
llamamos „generación térmica de pares electrón-hueco‟.

7. Paralelamente a este proceso se da el de „recombinación‟.
Algunos electrones de la banda de conducción pueden perder energía emitiéndola en
forma de fotones y pasar a la de valencia ocupando un nivel energético que estaba
libre, o sea , “ recombinándose” con un hueco. A temperatura constante, se tendrá un
equilibrio entre estos dos procesos, con el mismo número de electrones en la banda de
conducción que el de huecos en la de valencia.
Este fenómeno de la conducción asociada a la formación de pares en el semiconductor
se denomina conducción intrínseca.
Se cumple que;
p = n = ni --> Donde p y n son las concentraciones de huecos y electrones
respectivamente, y ni es la concentración de portadores intrínsecos.

8. SEMICONDUCTORES EXTRINSECOS O DOPADOS:
Se caracterizan, porque tienen un pequeño porcentaje de impurezas, respecto a los
intrínsecos; esto es, posee elementos trivalentes o pentavalentes, o lo que es lo mismo,
se dice que el elemento está dopado.
Dependiendo de si está dopado de elementos trivalentes, o pentavalentes, se
diferencian dos tipos:
SEMICONDUCTORES TIPO N:
Son los que están dopados con elementos pentavalentes, como por ejemplo
Arsénico (As), Fósforo (P), Antimonio (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

9. Como consecuencia de la temperatura, además de la formación de los pares e-h, se
liberan los electrones que no se han unido. Como ahora en el semiconductor existe un
mayor número de electrones que de huecos, se dice que los electrones son los portadores
mayoritarios, y a las impurezas se las llama donadoras.
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.

10. SEMICONDUCTORES TIPO P:
Son los que están dopados con elementos trivalentes: Aluminio (Al), Boro (B), Galio
(Ga), Indio(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.

11. BIBLIOGRAFIA
Páginas Web
http://www.sc.ehu.es/sqwpolim/INFORMATICA/semiconductor.pdf
http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html
http://www.slideshare.net/JavierRuizG/semiconductores-intrnsecos-y-dopados