SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS Y SEMICONDUCTORES DOPADOS Ronny Hernandez Arias

Estudiante Ingeniería de Sistema e Informática

SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS

Concepto Semiconductores

intrínsecosSemiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como un 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 GruposElectrones

enla última

capaCd 12 2 e-

Al, Ga, B, In 13 3 e-

Si, C, Ge 14 4 e-

P, As, Sb 15 5 e-

Se, Te, (S) 16 6 e-

• El cristal de silicio es diferente de un aislante porque a cualquier temperatura por encima del cero absoluto, existe una probabilidad finita de que un electrón en la red sea golpeado y sacado de su posición, dejando tras de sí una deficiencia de electrones llamada "hueco".

• Si se aplica un voltaje, entonces tanto el electrón como el hueco pueden contribuir a un pequeño flujo de corriente.

• La conductividad de un semiconductor puede ser modelada en términos de la teoría de bandas de sólidos. El modelo de banda de un semiconductor sugiere que, a temperaturas ordinarias hay una posibilidad finita de que los electrones pueden alcanzar la banda de conducción, y contribuir a la conducción eléctrica.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/intrin.html

El término intrínseco aquí, distingue entre las propiedades del silicio puro "intrínseco", y las propiedades radicalmente diferentes del semiconductor dopado tipo n o tipo p.

Corriente de Semiconductor

• La corriente que fluirá en un semiconductor intrínseco consiste en corriente de ambos electrones y huecos. Es decir, los electrones que han sido liberados de sus posiciones en la red dentro de la banda de conducción, se pueden mover a través del material.

• Además, otros electrones pueden saltar entre las posiciones de la red para llenar las vacantes dejadas por los electrones liberados. Este mecanismo adicional se llama conducción de huecos, porque es como si los huecos estuvieran emigrando a través del material en dirección opuesta al movimiento de electrones libres.

• El flujo de corriente en un semiconductor intrínseco está influenciado por la densidad de estados de energía la cual a su vez, influencia la densidad de electrones en la banda de conducción. Esta corriente es dependiente altamente de la temperatura.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/intrin.htm

Electrones y HuecosEn un semiconductor intrínseco como el silicio a temperatura por encima del cero absoluto, habrá algunos electrones que serán excitados, cruzarán la banda prohibida y entrando en la banda de conducción, podrán producir corriente. Cuando el electrón del silicio puro atraviesa la banda prohibida, deja tras de sí un puesto vacante de electrones o "hueco" en la estructura cristalina del silicio normal. Bajo la influencia de una tensión externa, tanto el electrón como el hueco se pueden mover a través del material. En un semiconductor tipo n, el dopante contribuye con electrones extras, aumentando drásticamente la conductividad. En un semiconductor tipo p, el dopante produce vacantes adicionales o huecos, que también aumentan la conductividad. Sin embargo, el comportamiento de la unión p-n es la clave para la enorme variedad de dispositivos electrónicos de estado sólido.

DOPADO DE SEMICONDUCTOR

EShttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/dope.html

DOPADO DE SEMICONDUCTORES

• La adición de un pequeño porcentaje de átomos extraños en la red cristalina regular de silicio o germanio, produce unos cambios espectaculares en sus propiedades eléctricas, dando lugar a los semiconductores de tipo n y tipo p.

• Impurezas pentavalentes• Los átomos de impurezas con 5

electrones de valencia, producen semiconductores de tipo n, por la contribución de electrones extras.

Semiconductor Tipo NLa adición de impurezas pentavalentes como el antimonio, arséniso, o fósforo, aportan electrones libres, aumentando considerablemente la conductividad del semiconductor intrínseco. El fósforo se puede añadir por difusión del gas fosfina (PH3).

Semiconductor Tipo P• La adición de impurezas

trivalentes tales como boro, aluminio, o galio a un semiconductor intrínseco, crean unas deficiencias de electrones de valencia, llamadas "huecos". Lo normal es usar el gas diborano B2H6, para difundir el boro en el material de silicio.

Bandas en Semiconductores Dopados

La aplicación de la teoría de bandas a los semiconductores de tipo n y tipo p muestra que los niveles adicionales se han añadido por las impurezas. En el material de tipo n hay electrones con niveles de energía cerca de la parte superior de la banda prohibida, de modo que pueden ser fácilmente excitados hacia la banda de conducción. En el material de tipo p, los huecos adicionales en la banda prohibida, permiten la excitación de los electrones de la banda de valencia, dejando huecos móviles en la banda de valencia.