1. SEMICONDUCTORES
CURSO:
FÍSICA ELECTRÓNICA
ALUMNA:
SALOME SOLORZANO CONDOR

2. SEMICONDUCTORES:
 Tienen una banda prohibida de anchura Eg < 2eV
 Su conductividad tiene un valor intermedio entre el valor de los
metales y el valor de los aislantes.
 La conductividad crece con la temperatura:

3. SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS

4.  Un semiconductor cristalino y sin impurezas ni
defectos en su red se denomina intrínseco. A 0 K
su BV está llena de electrones, su BC está vacía y
su Eg < 2eV. A temperatura de 0 K es un aislante.
 En un semiconductor intrínseco la separación entre
la banda de valencia y la de conducción es tan
pequeña que a la temperatura ambiente algunos
electrones ocupan niveles de energía de la banda
de conducción.
 La ocupación de estos niveles introduce
portadores de carga negativa en la banda superior
y huecos positivos en la inferior y como
resultado, el sólido es conductor.
 Un semiconductor, a la temperatura
ambiente, presenta, generalmente, una menor
conductividad que un metal pues existen pocos
electrones y huecos positivos que actúan como
portadores. A medida que aumenta la temperatura
aumenta la población de los niveles en la banda de
conducción y el número de portadores se hace
mucho mayor, por lo que la conductividad eléctrica
también aumenta.

5.  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.

6.  Como se puede observar en la ilustración, en el caso de los
semiconductores 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.

7. SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECA

8.  Los semiconductores extrínsecos o dopados son los que
se usan en tecnología de semiconductores basados en
Ge y Si. Su mecanismo de conducción es diferente de
aquel de los semiconductores puros o intrínsecos. Los
átomos de impurezas controladas que se usan para
dopar, en ppm, forman soluciones sólidas de sustitución
en el Si o Ge de estructura diamante.
 Un semiconductor extrínseco es aquel en el que se han
introducido pequeñas cantidades de una impureza con
el objeto de aumentar la conductividad eléctrica del
material a la temperatura ambiente.
 A este proceso se le conoce como dopado. Así, por
ejemplo, el número de portadores negativos (electrones)
puede aumentar si se dopa el material con átomos de un
elemento que tenga más electrones de valencia que el
que compone dicho material semiconductor.

9.  Si se introducen átomos de arsénico
([Ar]4s24p3) en un cristal de silicio
([Ne]3s23p2), se habrá añadido un
electrón extra por cada átomo de
arsénico que sustituye al de silicio. El
efecto del dopado es sustitucional,
en el sentido de que el átomo de As
sustituye al de silicio en la red
cristalina. Los átomos donadores de
arsénico, muy alejados unos de otros
por la baja concentración de dopado,
formarán una banda muy estrecha
que se encuentra próxima en energía
a la banda de conducción del silicio.

10.  “El dopado” consiste en la introducción controlada de impurezas en la
red. Se sustituye un elemento por otro que tenga: · Un electrón más
de valencia que el sustituido, impureza donadora, que ionizada,
genera un electrón móvil por la red.
 Un electrón menos de valencia que el sustituido, impureza aceptora,
que ionizada, genera un enlace incompleto móvil por la red, que es
un portador virtual denominado hueco.
EL PROCESO DE DOPADO se procede en:
 Un pequeño porcentaje de átomos del SC intrínseco se sustituye
por átomos de otro elemento (impurezas o dopantes).
 Estas impurezas sustituyen a los átomos de Silicio en el cristal
formando enlaces.

11.  Diagramas del nivel de energía de: a) un
conductor, b) Un aislador; c) un
semiconductor intrínseco a T = 0 y d) un
semiconductor intrínseco a T > 0.En la
actualidad el elemento más utilizado para
fabricar semiconductores para el uso de la
industria electrónica es el cristal de silicio
(Si) por ser un componente relativamente
barato de obtener. La materia prima
empleada para fabricar cristales
semiconductores de silicio es la arena, uno
de los materiales más abundantes en la
naturaleza. En su forma industrial primaria
el cristal de silicio tiene la forma de una
oblea de muy poco grosor (entre 0,20 y
0,25 mm aproximadamente), pulida como
un espejo.

12. ESTRUCTURA DE UN METAL
ESTRUCTURA DE UN SEMICONDUCTOR

13. MATERIAL EXTRÍNSECO TIPO N:
 Impurezas del grupo V de la tabla periódica.
 Con muy poca energía se ionizan (pierden un electrón).
«Los portadores mayoritarios de carga en un semiconductor tipo N
son Electrones libres»

14. MATERIAL EXTRÍNSECO TIPO P:
 Impurezas del grupo III de la tabla periódica
 A T=300 K todos los átomos de impureza han captado un
electrón.
«Los portadores mayoritarios de carga en un Huecos libres Átomos
de impurezas ioniza semiconductor tipo P son Huecos: Actúan como
portadores de carga positiva.»

15. MATERIAL EXTRÍNSECO TIPO P:
 http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-
tecnicas/electronica/contenido/electronica/Tema1_SemiConduc
t.pdf