SEMICONDUCTORES
INTRENSICOS Y
DOPADOS

Ing. Sistemas e Informática

Cabrera Meléndez C.
SEMICONDUCTOR
Semiconductor es un elemento estequiométrico de
inconvergencia estática que se comporta como un conductor
o ...
SEMICONDUCTOR INTRENSICO
Es
“intrínseco”
cuando
se
encuentra en
estado puro, o
sea, que no contiene ninguna
impureza, ni á...
CARACTERÍSTICAS DE LOS CUERPOS SEMICONDUCTORES
INTRÍNSECOS
La característica fundamental de
los cuerpos semiconductores es...
SEMICONDUCTOR INTRENSICO
TABLA DE ELEMENTOS SEMICONDUCTORES
ESTRUCTURA CRISTALINA DE UN SEMICONDUCTOR
INTRÍNSECO
Compuesta solamente por
átomos de silicio (Si) que
forman una celosía...
FLUJO ESTABLE DE ELECTRONES LIBRES Y HUECOS
DENTRO DEL SEMICONDUCTOR
Cuando los electrones libres llegan la
extremo derech...
SEMICONDUCTOR DOPADO
En
la
producción
de
semiconductores, se denomina
dopaje al proceso intencional de
agregar impurezas e...
SEMICONDUCTOR DOPADO
El número de átomos dopantes necesitados para crear una
diferencia en las capacidades conductoras de ...
SEMICONDUCTOR DOPADO
Tipos de materiales dopantes
Tipo N
Se llama material tipo N al que posee átomos de
impurezas que per...
SEMICONDUCTOR DOPADO
Tipos de materiales dopantes
Tipo P
Se llama así al material que tiene
átomos de impurezas que permit...
SEMICONDUCTOR DOPADO
Adición de un elemento de impureza a un semiconductor puro
donde los electrones libres y huecos se en...
DIFERENCIA ENTRE UN SEMICONDUCTOR
INTRÍNSECO Y UN EXTRÍNSECO
Semiconductores intrínsecos
Un semiconductor intrínseco es
un...
REFERENCIAS


http://thetuzaro.wordpress.com/2012/02/

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Semiconductores

  1. 1. SEMICONDUCTORES INTRENSICOS Y DOPADOS Ing. Sistemas e Informática Cabrera Meléndez C.
  2. 2. SEMICONDUCTOR Semiconductor es un elemento estequiométrico de inconvergencia estática 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
  3. 3. SEMICONDUCTOR INTRENSICO Es “intrínseco” cuando se encuentra en estado puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, ni átomos de otro tipo dentro de su estructura. En ese caso, 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 . Cuando se eleva la temperatura de la red cristalina de un elemento semiconductor intrínseco, algunos de los enlaces covalentes se rompen y varios electrones pertenecientes a la banda de valencia se liberan dela atracción que ejerce el núcleo del átomo sobre los mismos.
  4. 4. CARACTERÍSTICAS DE LOS CUERPOS SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS La característica fundamental de los cuerpos semiconductores es la de poseer 4 electrones en su órbita de valencia. Con esta estructura el átomo es inestable, pero para hacerse estable se le presenta un dilema, le cuesta lo mismo desprender los 4 electrones periféricos y quedarse sin una órbita, que absorber otros cuatros electrones para hacerse estable al tener la órbita de valencia 8 electrones. En estas condiciones ciertos elementos como el silicio y el germanio agrupan a sus átomos formando una estructura reticular en la que cada átomo queda rodeado por otros cuatro.
  5. 5. SEMICONDUCTOR INTRENSICO
  6. 6. TABLA DE ELEMENTOS SEMICONDUCTORES
  7. 7. ESTRUCTURA CRISTALINA DE UN SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO Compuesta solamente por átomos de silicio (Si) que forman una celosía. Como se puede observar en la ilustración, los átomos de silicio (que sólo poseen cuatro electrones en la última órbita o banda de valencia), se unen formando enlaces covalente para completar ocho electrones y crear así un cuerpo sólido semiconductor. En esas condiciones el cristal de silicio se comportará igual que si fuera un cuerpo aislante.
  8. 8. FLUJO ESTABLE DE ELECTRONES LIBRES Y HUECOS DENTRO DEL SEMICONDUCTOR Cuando los electrones libres llegan la extremo derecho del cristal, entran al conductor externo (normalmente un hilo de cobre) y circulan hacia el terminal positivo de la batería. Por otro lado, los electrones libres en el terminal negativo de la batería fluirían hacia el extremos izquierdo del cristal. Así entran en el cristal y se recombinan con los huecos que llegan al extremo izquierdo del cristal. Se produce un flujo estable de electrones libres y huecos dentro del semiconductor.
  9. 9. SEMICONDUCTOR DOPADO En la producción de semiconductores, se denomina dopaje al proceso intencional de agregar impurezas en un semiconductor extremadamente puro (también referido como intrínseco) con el fin de cambiar sus propiedades eléctricas. Las impurezas utilizadas dependen del tipo de semiconductores a dopar. A los semiconductores con dopajes ligeros y moderados se los conoce como extrínsecos. Un semiconductor altamente dopado que actúa más como un conductor que como un semiconductor es llamado degenerado
  10. 10. SEMICONDUCTOR DOPADO El número de átomos dopantes necesitados para crear una diferencia en las capacidades conductoras de un semiconductor es muy pequeño. Cuando se agregan un pequeño número de átomos dopantes (en el orden de 1 cada 100.000.000 de átomos) entonces se dice que el dopaje es bajo o ligero. Cuando se agregan muchos más átomos (en el orden de 1 cada 10.000 átomos) entonces se dice que el dopaje es alto o pesado. Este dopaje pesado se representa con la nomenclatura N+ para material de tipo N, oP+ para material de tipo P.
  11. 11. SEMICONDUCTOR DOPADO Tipos de materiales dopantes Tipo N Se llama material tipo N al que posee átomos de impurezas que permiten la aparición de electrones sin huecos asociados a los mismos. Los átomos de este tipo se llaman donantes ya que "donan" o entregan electrones. Suelen ser de valencia cinco, 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, a diferencia de los átomos que conforman la estructura original, por lo que la energía necesaria para separarlo del átomo será menor que la necesitada para romper una ligadura en el cristal de silicio (o del semiconductor original). Finalmente, existirán más electrones que huecos, por lo que los primeros serán los portadores mayoritarios y los últimos los minoritarios. La cantidad de portadores mayoritarios será función directa de la cantidad de átomos de impurezas introducidos. El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Fósforo (dopaje N). En el caso del Fósforo, se dona un electrón
  12. 12. SEMICONDUCTOR DOPADO Tipos de materiales dopantes Tipo P Se llama así al 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. Los átomos de este tipo se llaman aceptores, ya que "aceptan" o toman un electrón. Suelen ser de valencia tres, como el Aluminio, el Indio o el Galio
  13. 13. SEMICONDUCTOR DOPADO Adición de un elemento de impureza a un semiconductor puro donde los electrones libres y huecos se encuentran en igual número y son producidos únicamente por la agitación térmica para así cambiar su conductividad. Las impurezas donadas o pentavalentes aumentan el número de electrones libres
  14. 14. DIFERENCIA ENTRE UN SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO Y UN EXTRÍNSECO Semiconductores intrínsecos Un semiconductor intrínseco es un semiconductor puro, 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. Semiconductor extrínseco Es aquel que se puede dopar parta tener un exceso de electrones libres o un exceso de huecos, aquí encontraremos dos tipos de unión en el que es la unión tipo p y la unión tipo n. Sucede que los semiconductores intrínsecos actúan como un aislante en el caso del silicio cuando es un cristal puro, ahora cuando lo dopamos con impurezas se llega al material extrínseco y en ese caso tendremos un material semiconductor por ejemplo un diodo
  15. 15. REFERENCIAS  http://thetuzaro.wordpress.com/2012/02/  http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925813.html  http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_3.htm  http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html  http://electronica.webcindario.com/glosario/dopado.htm  http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_8.htm  http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_%28semiconductores%29#Elementos_dopantes  http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/dope.html
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