Este documento describe los diferentes tipos de semiconductores, incluyendo semiconductores intrínsecos y extrínsecos (dopados). Los semiconductores intrínsecos son puros, mientras que los semiconductores dopados se crean insertando impurezas que aumentan la conductividad. Existen dos tipos de semiconductores dopados: tipo P, que contiene impurezas aceptoras; y tipo N, que contiene impurezas donadoras. La unión de un semiconductor tipo P y uno tipo N forma un diodo, un componente electrónico fundamental.
3. SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO
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.
4. COMO SE COMPORTAN LOS
S.INTRISECOS
cuando se le aplica una tensión externa los
electrones libres fluyen hacia el terminal positivo de
la batería y los huecos hacia el terminal negativo de
la batería.
5. CUALES SON LOS SEMICONDUCTORES
INTRÍNSECOS
Básicamente son todos los elementos
semiconductores que conocemos y mostramos en
esta tabla :
Pero en su estado natural, sin ninguna alteración física o química
6. SEMICONDUCTORES EXTRINSECOS O
DOPADOS
Para que un semiconductor
Intrínseco cumpla mas utilidades
para la tecnología los físicos
descubrieron que al insertarle
impurezas ( otros elementos )
estos semiconductores obtenían
ciertos poderes de conductividad
con muchos efectos aprovechables.
9. SEMICONDUCTOR DOPADO TIPO «P»
Es el que está impurificado con impurezas "Donadoras",
que son impurezas pentavalentes. Como los electrones
superan a los huecos en un semiconductor tipo n, reciben
el nombre de "portadores mayoritarios", mientras que a los
huecos se les denomina "portadores minoritarios".
Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un
proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos
al semiconductor para poder aumentar el número
de portadores de carga libres (en este caso negativos
o electrones).
10. El propósito del dopaje tipo n es el de producir
abundancia de electrones portadores en el material.
Veamos un ejemplo :
Aquí tenemos 2 elementos, uno
representado por el color rojo
de valencia 4 , y otro
representado por el azul de
valencia 5 .
Al dopar el los átomos de
valencia 4 con un átomo de
valencia 5 haremos que los 4
primeros electrones de la
impureza formen un enlace
covalente sobrando un
electrón libre , el cual se
aprovechara para hacer
conductividad .
11. SEMICONDUCTOR DOPADO TIPO «P»
Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo
un proceso de dopado, añadiendo un cierto tipo de
átomos al semiconductor para poder aumentar el
número de portadores de carga libres (en este caso
positivos o huecos).
Es el que está impurificado con impurezas
"Aceptoras", que son impurezas trivalentes. Como el
número de huecos supera el número de electrones
libres, los huecos son los portadores mayoritarios y los
electrones libres son los minoritarios.
12. El propósito del dopaje tipo P es el de crear
abundancia de huecos.
Veamos un ejemplo :
Aquí tenemos nuevamente a 2
elementos representado por los
colores rojo de valencia 4 y azul
de valencia 3 .
Al insertar la impureza azul de
valencia 3 estamos agregando
un hueco a la formación total
del cristal , este hueco es
aprovechado para generar
conductividad .
13. PARA QUE SIRVEN LOS
SEMICONDUCTORES DOPADOS
Los semiconductores dopados son quizás los mas
importantes elementos en la electrónica moderna,
gracias a el efecto de «dopado» se consigue la
construcción de muchos componentes en la
electrónica entre ellos el mas conocido y muy usado
llamado DIODO , del cual hablaremos ahora .
14. EL DIODO
Un diodo es un componente electrónico de dos
terminales que permite la circulación de la corriente
eléctrica a través de él en un solo sentido.
Dicho de manera mas precisa un Diodo es la unión
de un semiconductor dopado tipo N y uno tipo P.
Diodo PN
15. ZONA DE DEPLEXION
Al haber una repulsión mutua, los electrones libres en el lado n se
dispersan en cualquier dirección. Algunos electrones libres se difunden
y atraviesan la unión, cuando un electrón libre entra en la región p se
convierte en un portador minoritario y el electrón cae en un hueco, el
hueco desaparece y el electrón libre se convierte en electrón de
valencia. Cuando un electrón se difunde a través de la unión crea un
par de iones, en el lado n con carga positiva y en el p con carga
negativa.
Las parejas de iones positivo y negativo se
llaman dipolos, al aumentar los dipolos la
región cerca de la unión se vacía de
portadores y se crea la llamada "Zona de
depleción"
16. BARRERA DE POTENCIAL
Los dipolos tienen un campo eléctrico entre los iones positivo y negativo, y al
entrar los electrones libres en la zona de depleción, el campo eléctrico trata de
devolverlos a la zona n. La intensidad del campo eléctrico aumenta con cada
electrón que cruza hasta llegar al equilibrio.
El campo eléctrico entre los iones es equivalente a una diferencia de potencial
llamada "Barrera de Potencial" que a 25 ºC vale:
• 0.3 V para diodos de Ge.
• 0.7 V para diodos de Si.
Polarizar: Poner una pila.
No polarizado: No tiene pila, circuito abierto o en vacío.
z.c.e.: Zona de Carga Espacial o zona de depleción (W) .