1. SEMICONDUCTOR
ES INTRÍNSECOS
Y LOS
SEMICONDUCTOR
EXTRÍNSICOS

2. SEMICONDUCTORES
INTRÍNSECOS
Es un semiconductor puro. A temperatura ambiente se
comporta como un aislante porque solo tiene unos pocos
electrones libres y huecos debidos a la energía térmica.
En un semiconductor intrínseco también hay flujos de
electrones y huecos, aunque la corriente total resultante
sea cero. Esto se debe a que por acción de la energía
térmica se producen los electrones libres y los huecos
por pares, por lo tanto hay tantos electrones libres como
huecos con lo que la corriente total es cero.
La tensión aplicada en la figura forzará a los electrones
libres a circular hacia la derecha (del terminal negativo
de la pila al positivo) y a los huecos hacia la izquierda.

3. 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:

4. 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.

5. 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‟.

6. SEMICONDUCTORES
EXTRÍNSECOS
Los semiconductores extrínsecos 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:

7. SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS
TIPO N:
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.
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.

8. 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.

9. SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS DE
TIPO P:
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.

10. Esto hace que los electrones salten a las vacantes
con facilidad, dejando huecos en la banda de
valencia, y siendo los huecos portadores
mayoritarios.