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Semiconductores: tipos N y P
- 2. Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son el germanio y el selenio
- 3. Un semiconductor es “intrínseco” cuando se encuentra en estado puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, ni átomos de otro tipo dentro de su estructura. La tensión aplicada en la figura forzará a los electrones libres a circular hacia la derecha (del terminal negativo de la pila al positivo) y a los huecos hacia la izquierda.
- 4. En el caso de los semiconductores intrínsecos el espacio correspondiente a la banda prohibida es mucho más estrecho en comparación con los materiales aislantes. La energía de salto de banda (Eg) requerida por los electrones para saltar de la banda de valencia a la de conducción es de 1 eV aproximadamente. En los semiconductores de silicio (Si), la energía de salto de banda requerida por los electrones es de 1,21 eV, mientras que en los de germanio (Ge) es de 0,785 eV.
- 5. CONDUCCIÓN INTRÍNSECA Si Si Si Si 0ºK C, Si, Ge Grupo IV de la tabla periódica 1s2 2s2 2p2 3s2 3p2 3d10 4s2 4p2 Faltan 4 electrones en la última capa
- 6. ACCIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO Si Si Si Si Si Si Si Si Si + + + + + + + - - - - - - +
- 7. La corriente en un semiconductor es debida a dos tipos de portadores de carga: HUECOS y ELECTRONES La temperatura afecta fuertemente a las propiedades eléctricas de los semiconductores: mayor temperatura más portadores de carga menor resistencia
- 9. 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. TÉCNICAS DE DOPADO: – Difusión de impurezas – Implantación iónica MATERIALES DOPANTES
- 10. Cuando un elemento con cinco electrones de valencia entra en la red cristalina del silicio, se completan los cuatro electrones de valencia que se precisan para llegar al equilibrio y queda libre un quinto electrón que le hace mucho mejor conductor. De un semiconductor dopado con impurezas pentavalentes se dice que es de tipo N En cambio, si se introduce una impureza trivalente en la red cristalina del silicio, se forman tres enlaces covalentes con tres átomos de silicio vecinos, quedando un cuarto átomo de silicio con un electrón sin enlazar, provocando un hueco en la red cristalina. De un semiconductor dopado con impurezas trivalentes se dice que es de tipo P
- 11. La idea de dopar un semiconductor es variar sus propiedades eléctricas. Los metales conducen a base de tener electrones sueltos en su capa superior. Cuando se fabrican semiconductores, se buscan generalmente de dos tipos, P y N.
- 12. Los de tipo P son dopados con otros elementos para que les falten electrones, lo que normalmente se denominan huecos en electrónica. El 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
- 13. Los de tipo N se dopan para tener electrones de más. El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Fósforo (dopaje N). En el caso del Fósforo, se dona un electrón.