Este documento explica los semiconductores, que son elementos con características intermedias entre conductores y aislantes eléctricos. Los semiconductores más comunes son el silicio, germanio y selenio. Pueden ser intrínsecos u extrínsecos dependiendo de si contienen impurezas. Los semiconductores extrínsecos son más conductores debido a que se les agregan impurezas tipo N o P para aumentar la cantidad de electrones o huecos respectivamente.

1. Universidad Privada Telesup
Tema: Los semiconductores
Curso: Física Electrónica
Alumno: Cóndor Zamata Lin

2. ¿Qué son los
semiconductores?

3. Son elementos que poseen características intermedias entre
los cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no se
consideran ni una cosa, ni la otra. Sin embargo, bajo
determinadas condiciones esos mismos elementos permiten la
circulación de la corriente eléctrica en un sentido, pero no en
el 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 corriente
eléctrica, funcionar como interruptores o compuertas
utilizadas en electrónica digital, etc.

4. Son elementos "semiconductores": el silicio (Si), el germanio (Ge) y
el 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. Semiconductores
intrínsecos

8. Se dice que 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.
En ese caso, la cantidad de huecos que dejan los electrones
en la banda de valencia al atravesar la banda prohibida será
igual a la cantidad de electrones libres que se encuentran
presentes 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 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.

11. 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.
Electrón de
conducción
Banda de conducción vacía
Separación de energía E
Niveles de
Banda de valencia llena
energía
Hueco
Esquema de bandas de un semiconductor puro o extrínseco. De ser
proporcionada la energía suficiente, un electrón de la banda de valencia,
específicamente ubicado en un par electrónico del enlace covalente, podrá
superar a apertura de energía E y quedar libre, pasando a la banda de
conducción. Habrá dos mecanismos de conductividad: por electrones libres y
por los huecos positivos.

12. Semiconductores
extrínsecos

13. 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.
Semiconductor extrínseco

14. Para aumentar la conductividad (que sea más conductor)
de un SC (Semiconductor), se le suele dopar o añadir
átomos de impurezas a un SC intrínseco, un SC dopado es
un SC extrínseco.

15. 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.

16. Tipo de Materiales Dopantes: Tipo N
Se llama material tipo N al que posee átomos de impurezas 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 cinco, como el Arsénico y el Fósforo.
De esta forma, no se ha desbalanceado la neutralidad eléctrica, ya que
el átomo introducido al semiconductor es neutro, pero posee un
electrón no ligado, a diferencia de los átomos que conforman la
estructura original, por lo que la energía necesaria para separarlo del
átomo será menor que la necesitada para romper una ligadura en el
cristal 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 P
Se llama así al material que tiene átomos de impurezas que permiten la
formación de huecos sin que aparezcan 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 introducido es neutro, por lo que no modificará la
neutralidad eléctrica del cristal, pero debido a que solo tiene tres
electrones en su última capa de valencia, aparecerá una ligadura rota, que
tenderá a tomar electrones de los átomos próximos, generando finalmente
más huecos que electrones, por lo que los primeros serán los portadores
mayoritarios 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
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