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Semiconductores

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Transcript

  • 1. Universidad Privada TelesupTema: Los semiconductoresCurso: Física ElectrónicaAlumno: Cóndor Zamata Lin
  • 2. ¿Qué son lossemiconductores?
  • 3. Son elementos que poseen características intermedias entrelos cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no seconsideran ni una cosa, ni la otra. Sin embargo, bajodeterminadas condiciones esos mismos elementos permiten lacirculación de la corriente eléctrica en un sentido, pero no enel sentido contrario. Lugar que ocupan en la Tabla Periódica los trece elementos con características de semiconductores.Esa propiedad se utiliza para rectificar corriente alterna,detectar señales de radio, amplificar señales de corrienteeléctrica, funcionar como interruptores o compuertasutilizadas en electrónica digital, etc.
  • 4. Son elementos "semiconductores": el silicio (Si), el germanio (Ge) yel selenio (Se), por ejemplo.
  • 5. TABLA DE ELEMENTOS SEMICONDUCTORES
  • 6. Conductividad Eléctrica La mayor o menor conductividad eléctrica que pueden presentar los materiales semiconductores depende en gran medida de su temperatura interna. En el caso de los metales, a medida que la temperatura aumenta, la resistencia al paso de la corriente también aumenta, disminuyendo la conductividad. Todo lo contrario ocurre con los elementos semiconductores, pues mientras su temperatura aumenta, la conductividad también aumenta. En resumen, la conductividad de un elemento semiconductor se puede variar aplicando uno de los siguientes métodos: - Elevación de su temperatura - Introducción de impurezas (dopaje) dentro de su estructura cristalina - Incrementando la iluminación.
  • 7. Semiconductoresintrínsecos
  • 8. Se dice que un semiconductor es “intrínseco” cuando seencuentra en estado puro, o sea, que no contiene ningunaimpureza, ni átomos de otro tipo dentro de su estructura.En ese caso, la cantidad de huecos que dejan los electronesen la banda de valencia al atravesar la banda prohibida seráigual a la cantidad de electrones libres que se encuentranpresentes en la banda de conducción. Semiconductor intrínseco
  • 9. Semiconductores intrínsecos Modelo del electrón ligado para la • Diagrama de bandas de conducción eléctrica en el Si un semiconductor: intrínseco, antes de la excitación. Modelo del electrón ligado en el silicio intrínseco después de la excitación.
  • 10. En un semiconductor intrínseco laseparación entre la banda devalencia y la de conducción es tanpequeña que a la temperaturaambiente algunos electronesocupan niveles de energía de labanda de conducción.La ocupación de estos nivelesintroduce portadores de carganegativa en la banda superior yhuecos positivos en la inferior ycomo resultado, el sólido esconductor.
  • 11. En un semiconductor intrínseco la separación entre la banda devalencia y la de conducción es tan pequeña que a la temperaturaambiente algunos electrones ocupan niveles de energía de la banda deconducción. Electrón de conducción Banda de conducción vacía Separación de energía E Niveles de Banda de valencia llena energía HuecoEsquema de bandas de un semiconductor puro o extrínseco. De serproporcionada la energía suficiente, un electrón de la banda de valencia,específicamente ubicado en un par electrónico del enlace covalente, podrásuperar a apertura de energía E y quedar libre, pasando a la banda deconducción. Habrá dos mecanismos de conductividad: por electrones libres ypor los huecos positivos.
  • 12. Semiconductoresextrínsecos
  • 13. Un semiconductor extrínseco es aquel en el que se hanintroducido pequeñas cantidades de una impureza con el objetode aumentar la conductividad eléctrica del material a latemperatura ambiente. A este proceso se le conoce comodopado. Así, por ejemplo, el número de portadores negativos(electrones) puede aumentar si se dopa el material con átomosde un elemento que tenga más electrones de valencia que el quecompone dicho material semiconductor. Semiconductor extrínseco
  • 14. Para aumentar la conductividad (que sea más conductor)de un SC (Semiconductor), se le suele dopar o añadirátomos de impurezas a un SC intrínseco, un SC dopado esun SC extrínseco.
  • 15. Las impurezas utilizadas dependen del tipo de semiconductores adopar. A los semiconductores con dopajes ligeros y moderados selos conoce como extrínsecos.Un semiconductor altamente dopado que actúa más comoun conductor que como un semiconductor esllamado degenerado.
  • 16. Tipo de Materiales Dopantes: Tipo NSe llama material tipo N al que posee átomos de impurezas quepermiten la aparición de electrones sin huecos asociados a los mismos.Los átomos de este tipo se llaman donantes ya que "donan" o entreganelectrones. Suelen ser de valencia cinco, como el Arsénico y el Fósforo.De esta forma, no se ha desbalanceado la neutralidad eléctrica, ya queel átomo introducido al semiconductor es neutro, pero posee unelectrón no ligado, a diferencia de los átomos que conforman laestructura original, por lo que la energía necesaria para separarlo delátomo será menor que la necesitada para romper una ligadura en elcristal de silicio . El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Fósforo (dopaje N). En el caso del Fósforo, se dona un electrón.
  • 17. Tipo de Materiales Dopantes: Tipo PSe llama así al material que tiene átomos de impurezas que permiten laformación de huecos sin que aparezcan electrones asociados a los mismos,como ocurre al romperse una ligadura. Los átomos de este tipo sellaman aceptores, ya que "aceptan" o toman un electrón. Suelen serde valencia tres, como el Aluminio, el Indio o el Galio.Nuevamente, el átomo introducido es neutro, por lo que no modificará laneutralidad eléctrica del cristal, pero debido a que solo tiene treselectrones en su última capa de valencia, aparecerá una ligadura rota, quetenderá a tomar electrones de los átomos próximos, generando finalmentemás huecos que electrones, por lo que los primeros serán los portadoresmayoritarios y los segundos los minoritarios. El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Boro (P dopaje). En el caso del boro le falta un electrón y, por tanto, es donado un hueco de electrón.
  • 18. Fin de la presentación Muchas Gracias…!!!!
  • 19. Bibliografía http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semicond uctor_3.htm http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/enlace- metales/semiconductores http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925813.html Materiales Semiconductores.ppt (Presentación) http://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&sour ce=web&cd=13&ved=0CH8QFjAM&url=http%3A%2F%2Fwww.ua.es %2Fdpto%2Fdqino%2FRTM%2FICM%2F06_07%2Fpresent%2Fp_abe llan_arribas.pps&ei=0rW7UOL- Fou89gTmxIGICg&usg=AFQjCNHKgC1QlLKdBI1p69Cn_AbawpHVKQ& sig2=fhpPoJyhZDXeYxGiC-59PQ

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