Electronica, Semiconductores intrínsecos y dopados

1. Universidad: TELESUP
Alumno: Cristian Arocutipa Gamarra
Carrera: Ing. Sistemas y Computación
Curso: Física Electrónica
Facultad: Ingeniería y Arquitectura

2. Semiconductores
 Un semiconductor es un material o compuesto
que tiene propiedades aislantes o conductoras.
 Los elementos más usados para la fabricación de
semiconductores son el Silicio, el Germanio y el
Selenio.
 Además, hay otros compuestos que son mezclas
de dos o mas elementos los cuales se pueden
emplear en la fabricación de semiconductores
como son el Arseniuro de Galio, el Telururo de
Plomo y el Seleniuro de Zinc.

3. Semiconductores Intrínsecos
 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 en su estructura. Quiere decir, que 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.

4. Semiconductores Intrínsecos
 Los electrones libres saltan a la banda de
conducción y allí funcionan como
electrones de conducción, pudiéndose
desplazar libremente de un átomo a otro
dentro la estructura cristalina, siempre y
cuando el elemento semiconductor sea
estimulado con el paso de energía
eléctrica.

5. Semiconductores Intrínsecos

6. • 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.
Semiconductores Intrínsecos

7. Semiconductores Dopados
 En la producción de semiconductores,
se conoce como dopaje al proceso
intencional de agregar impurezas a un
semiconductor extremadamente puro
(intrínseco) con el fin de cambiar sus
propiedades eléctricas.
 Dependiendo de la impureza con que
se dope al semiconductor puro
(intrínseco), aparecen dos clases de
semiconductores:
 Semiconductor tipo P
 Semiconductor tipo N.

8. Semiconductores Dopados
• El número de átomos dopantes necesitados para crear una
diferencia de capacidades conductoras de un semiconductor
es muy pequeña.
• Cuando se agrega un pequeño número de átomos dopantes
(en el orden de 1 a 108 átomos), se dice que el dopaje es bajo
o ligero.
• Cuando se agregan muchos átomos (en el orden de 1 a 104
átomos), entonces se dice que l dopaje es alto o pesado.
• Este dopaje pesado se representa con la nomenclatura N+
para material tipo N o, P+ para el material tipo P.

9. Semiconductores Dopados (Tipo N)
• Se llama material de tipo N al que posee átomos de impurezas que
permiten la aparición de electrones sin huecos asociados a los
mismos.
• Suelen ser de valencia 5, como el Arsénico y el Fósforo.
• De esta forma, no se ha desbalanceado la neutralidad eléctrica, ya
que el átomo introducido al semiconductor es neutro, pero posee un
electrón no ligado, por lo que la energía necesaria para separarlo
del átomo será menor que la necesitada para romper una ligadura
en el cristal de silicio.
• Finalmente, existirán más electrones que huecos, por lo que los
primero serán los portadores mayoritarios y los últimos los
minoritarios.
• La cantidad de portadores mayoritarios será en función directa de la
cantidad de átomos de impurezas introducidos.

10. Semiconductores Dopados (Tipo N)
• Ejemplo de dopaje de Silicio por el Fósforo (dopaje N). En el
caso del Fósforo, se dona un electrón.

11. Semiconductores Dopados (Tipo P)
• Se llama así material que tiene átomos de impurezas que permiten
la formación de huecos sin que aparezcan electrones asociados a
los mismos, como ocurre al romperse una ligadura.
• Suelen ser de valencia 3 como el Aluminio, el Indio o el Galio.
• El átomo introducido es neutro, por lo que modificará la neutralidad
eléctrica del cristal, pero como tiene solo tres electrones en la última
capa de valencia, aparecerá una ligadura rota, que tenderá a tomar
los electrones de los átomos próximos, generando entonces más
huecos que electrones, por lo que los primeros serán electrones
mayoritarios y los segundos minoritarios.
• Al igual que el material de tipo N, la cantidad de portadores
mayoritarios será en función directa de la cantidad de átomos de
impurezas introducidos.

12. Semiconductores Dopados (Tipo P)
• Ejemplo de dopaje de Silicio por el Boro (dopaje P). En el caso
del Boro, le falta un electrón, por tanto, es donado un hueco de
electrón.

13. Bibliografía
http://ecotecnologias.wordpress.com/tag/celdas-solares/
http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)
http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm
http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp