2. SEMICONDUCTORES
Los primeros semiconductores utilizados para fines
técnicos fueron pequeños detectores diodos empleados
a principios del siglo 20 en los primitivos
radiorreceptores, que se conocían como “de galena”. Ese
nombre lo tomó el radiorreceptor de la pequeña piedra
de galena o sulfuro de plomo (PbS) que hacía la función
de diodo y que tenían instalado para sintonizar las
emisoras de radio. La sintonización se obtenía moviendo
una aguja que tenía dispuesta sobre la superficie de la
piedra. Aunque con la galena era posible seleccionar y
escuchar estaciones de radio con poca calidad
auditiva, en realidad nadie conocía que misterio
encerraba esa piedra para que pudiera captarlas.
4. TABLA DE ELEMENTOS SEMICONDUCTORES
Número
Atómico
Nombre del Elemento Grupo en la Tabla
Periódica
Categoría Electrones en la
última órbita
Números de
valencia
48 Cd (Cadmio) IIa Metal 2 e- +2
5 B (Boro) IIIa Metaloide 3 e- +3
13 Al (Aluminio) Metal
31 Ga (Galio)
49 In (Indio)
14 Si (Silicio) IVa Metaloide 4 e- +4
32 Ge (Germanio)
15 P (Fósforo) Va No metal 5 e- +3, -3, +5
33 As (Arsénico) Metaloide
51 Sb (Antimonio)
16 S (Azufre) VIa No metal 6 e- +2, -2 +4, +6
34 Se (Selenio)
52 Te (Telurio) Metaloide
5. APLICACIONES EN DISPOSITIVOS ELECTRICOS
Se han desarrollado muchos dispositivos electrónicos
utilizando las propiedades de transporte de los
semiconductores; el uso de semiconductores en la
industria electrónica ha aumentado de forma
importante. Así, veremos algunas de las más
importantes.
Termistores: se basan en la propiedad de que la
conductividad depende de la temperatura para medir
dicha temperatura. También se usan en otros
dispositivos, como en alarmas contra incendio.
Transductores de presión: al aplicar presión a un
semiconductor, los átomos son forzados a acercarse,
el gap de energía se estrecha y la conductividad
aumenta.
6. Los Electrones y los Huecos se crean por pares. Las reglas de los electrones
es que se mueven hacia una dirección(en la imagen a la derecha), de modo
que es al revés para los huecos(en la imagen a la Izquierda).
7. Semiconductores Dopados Tipo P y N
Es el tipo de Semiconductor que se crea artificialmente añadiendo impurezas
al Semiconductor Intrínseco y se denomina dopado o extrínsecos. Los
Semiconductores dopados pueden ser de dos formas, el del tipo P, y del tipo
N.
En la imagen tenemos un esquema de una pila.
La parte positiva intentará atraer(h+) a los
electrones(e-)
Y producirá una corriente continua. Pero la
conductividad es baja, por ello tenemos dos
posibilidades:
• Aplicar una tensión de valor superior.
• Introducir en el semiconductor electrones o
huecos del exterior
La primera no seria factible, porque llegaríamos
a lo mismo. En cambio la segunda es sustituir
algunos átomos de Silicio por el de otros
elementos, y ha este proceso se les llama
dopado.
8. Semiconductores del Tipo N
Consiste en introducir impurezas con
mayor electrones que el material base.
Como sabemos el Silicio y el Germanio no
ceden ni aceptan electrones en su última
órbita, no aceptan la circulación de
corriente eléctrica, por lo tanto se
comportan como aislantes.
La manera de solucionar esto es
agregando un elemento con cinco
electrones en su última órbita, de esta
manera quedaría libre un electrón en toda
la estructura cristalina.
Como se observa en la imagen, El silicio
con cuatro electrones en su capa
exterior, se ha sustituido por el fósforo
que tiene cinco electrones en su capa
exterior, los cuatro electrones del Fósforo
sirven para rellenar los huecos del Silicio y
el quinto queda libre.
9. Semiconductores del Tipo P
Consisten en introducir impurezas con
menos electrones de valencia que el
material semiconductor base.
Por lo tanto quedaría huecos(h+) en el
material debido a la carencia de electrones
de valencia del aceptador. Pero los huecos
facilitan que los electrones en la base se
muevan rápidamente. En el ejemplo
anterior de la pila facilitaría el paso de
energía eléctrica. A este material obtenido
se le llama semiconductor del tipo P
(positivo).
En la figura, tenemos al Silicio, al que se le
ha agregado impurezas del Boro, y por lo
tanto tiene un electrón menos, y ha dejado
un hueco. Recuerde que la carencia de
huecos ayuda a que el material sea un
buen conductor.
