Un semiconductor es un material que puede comportarse como un conductor o un aislante dependiendo de factores como el campo eléctrico, la temperatura o la presión. Los semiconductores más comunes son el silicio y el germanio, los cuales forman una red cristalina tetraédrica. Los semiconductores pueden ser intrínsecos o dopados mediante la adición de pequeñas cantidades de impurezas, lo que permite controlar el tipo de portadores mayoritarios (electrones o huecos) y mejorar su conductividad.
1. ¿ QUE ES UN SEMICONDUCTOR?
Es un elemento que se comporta como un
conductor o como aislante dependiendo
de diversos factores , como por Ejem: el
campo eléctrico o magnético , la presión ,la
radicación 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.
El elemento mas usado es el silicio ,el
segundo el germanio .posteriormente se ha
comenzado a emplear también el azufre .la
características común a todos ellos es que
son tetralentes ,teniendo el silicio una
configuración electrónica s2 p2.
2. Como se puede observar en la induración
, en el caso de los semiconductores el
espacio correspondiente a la banda
prohibida es mucho mas 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 1eV 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
0,785eV.
3. Semiconductor intrínsecos:
Estructura cristalina de u 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 solo poseen cuatro electrones
en la ultima orbita o banda de valencia ), se
unen formando enlaces covalentes para
completar 8 electrones y crear así un cuerpo
solido semiconductor .en esos condiciones el
cristal de silicio se comportara igual que si
fuera un cuerpo aislante
4. Semiconductores dopados:
El numero de átomos dopantes necesitados para crear una
diferencia en las capacidades conductoras de un semiconductor es
muy pequeña cuando se agregan un pequeño numero de átomos
)entonces se dice que el dopaje es bajo o ligero .cuando se
agregan mucho mas átomos (en el orden de 1 cada
10,000atomos)entonces se dice que el dopaje es alto o pesado
.este dopado pesado se representa con la nomenclatura N+ para
material de tipo N, o P + para material de tipo P.
Tipo N:
se llama material tipo N que posee átomos de impureza 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 5 , como el
arsénico y el fosforo de esta forma , no se han desbalanceado la
neutralidad eléctrica ya que el átomo introducido al semiconductor
original ). Finalmente , existieran mas electrones que huecos ,por lo
que los primeros serán los portadores mayoritarias y los últimos los
minoritarios . La calidad de portadores mayoritarios será funciones
directa de la calidad de átomos de impureza introducidos.
5. Semiconductores dopado:
Es un ejemplo de dopaje de silicio por el fosforo
(dopaje N). En el caso del fosforó ,se dona un
electrón
6. Semiconductores dopados :
Tipo P:
Se llama así al material que tiene átomos de impureza que permiten
formación de huecos sin que aparescan 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 .nuevamente .el átomo
introduciendo es neutro ,por lo que no modificara la neutralidad eléctrica del
cristal pero debido a que solo tiene 3 electrones en su ultima capa de valencia
, a parecerá una ligadura rota. que tendera a tomar electrones s de los
átomos próximos ,generando finalmente mas huecos que electrones , por lo
que los primeros serán los portadores mayoritarios y los segundos los
minoritarios