2. SEMICONDUCTORES
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. Los elementos
químicos semiconductores de la
tabla periódica se indican en la tabla
adjunta.
Elemento
Grupos
Cd
Al, Ga, B, In
Si, C, Ge
P, As, Sb
Se, Te, (S)
12
13
14
15
16
Electrones en
la última capa
2 e3 e4 e5 e6 e-

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:
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.

4. 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. 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.

7. se obtienen artificialmente añadiendo impurezas a los
semiconductores intrínsecos. El objetivo es modificar
su comportamiento eléctrico al alterar la densidad de
portadores de cargas libres.
Estos nuevos semiconductores se denominan
DOPADOS. Existen dos clase de semiconductores
dopados: semiconductores N y semiconductores P.

8. En función del tipo de dopante, obtendremos semiconductores
dopados tipo “p” o tipo “n”. Para el silicio, son dopantes de tipo n
los elementos de la columna V, y tipo p los de la III

9. se obtiene añadiendo un pequeño número de átomos pentavalentes
(con cinco electrones en su última capa) a un semiconductor
intrínseco. Estos átomos pueden ser de P, As o Sb.
De los cinco electrones, cuatro realizan enlaces covalentes con los
átomos del semiconductor intrínseco y el otro será libre.
A temperatura ambiente los electrones libres de un semiconductor N
provienen de los electrones sobrantes de las impurezas y de los
electrones térmicos (o liberados por energía térmica).
Así pues, un semiconductor tipo N posee más electrones libres que el
correspondiente semiconductor intrínseco y por tanto la conductividad
será mayor. También el número de electrones libres es mayor que el
de huecos. La corriente eléctrica en el semiconductor N es también
debida a electrones y huecos. Los electrones son portadores
mayoritarios y los huecos son portadores minoritarios

11. Los de tipo N se dopan para tener electrones de más

12. Un semiconductor tipo P es el resultado de añadir un pequeño número
de átomos trivalentes (con tres electrones en la última capa) a un
semiconductor intrínseco. Estos tres electrones formaran enlaces
covalentes con los átomos del semiconductor intrínseco.
Queda por lo tanto un electrón del semiconductor entre Los átomos
que se añaden pueden ser de Al, B o Bi. En un semiconductor P
existen, pues, huecos debidos a la falta de electrones para formar
enlaces covalentes, electrones libres térmicos y sus correspondientes
huecos.
El número de huecos será por lo tanto mayor en un semiconductor
dopado P que en el correspondientes semiconductor intrínseco. Al
conectar un generador externo, los huecos se moverán hacia
el polo negativo del generador y los electrones libres hacia el polo
positivo. Los huecos serán los portadores mayoritarios y los electrones
térmicos los portadores minoritario

14. http://www.asifuncuiona.com/fisica/ke semiconductor
http://es.wikipedia.org/wiki/dopaje(semiconductores)
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electrodinamica/ap6
conductores aislante.php