INTEGRANTES:• CONTRERAS ARRIOLA MIGUEL ANGEL.• GUADARRAMA MARTINEZ RAYMUNDO.• CORTES AGUILAR JOSUE.• RUIZ VALENCIA LUIS ANGEL.

PROFESORA: Blanca de la Peña.ASIGNATURA: Fisica de Semiconductores

MATERIALES TIPO P - NCuando aportamos energía calorífica a un material semiconductor,

algunos electrones se desprenden de la capa de valencia y pasan a ser electrones libres, dejando así un hueco. Un hueco es entonces el sitio que deja un electrón al abandonar la capa de valencia y convertirse en un electrón libre.

Un electrón libre tiene un nivel energético mayor que un electrón orbitando en la capa de valencia. Cuando un electrón libre cae en un hueco, este libera energía y dicho proceso se llama recombinación.

MATERIAL TIPO PUn material tipo P se consigue sustituyendo algunos átomos de

semiconductor intrínseco, como el Silicio, por átomos de un elemento con menor número de electrones en su capa de valencia, normalmente 3 (trivalente), como el Boro.

Este proceso se llama dopado y se consigue así aumentar el número de huecos.

Al sustituir algunos átomos de material intrínseco por otros de material extrínseco con menos electrones en la capa de valencia, algún átomo vecino cede un electrón para completar el enlace, y se produce así una circulación de electrones libres dentro de la red.

MATERIAL TIPO N.• Un semiconductor tipo N se consigue mediante un proceso de dopado

añadiendo cierto tipo de elemento, normalmente pentavalente (5 electrones en la capa de valencia), al semiconductor para aumentar el número de electrones libres.

• Si un átomo con cinco electrones de valencia como por ejemplo el Fósforo (P), el Arsénico (As), o el Antimonio (Sb), se incorpora a la red cristalina en el lugar de un átomo de silicio, entonces ese átomo tendrá cuatro enlaces covalentes y un electrón no enlazado.

• Este electrón extra da como resultado la formación de electrones libres, y el número de electrones libres supera ampliamente el número de huecos, en este caso los huecos son los portadores minoritarios y los electrones son los portadores mayoritarios.

BARRERA DE POTENCIAL• Al unir material tipo N y tipo P, algunos electrones libres del lado N

se recambian con huecos del lado P en un fenómeno llamado difusión. Al producirse la difusión, aparecen cargas en la zona de la unión, dicha zona se llama barrera interna de potencial.

• A medida que la difusión aumenta la barrera de potencial se ensancha, y se genera un campo eléctrico que contrarresta el fenómeno de difusión hasta estabilizarlo.

• Este campo eléctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de potencial entre las zonas P y N, esta diferencia de potencial (V0) es de 0,7V en el caso del silicio y 0,3V si los cristales son de germanio (Ge).

POLARIZACION DIRECTA• Para que una unió PN esté polarizada directamente, hay que conectar

el polo positivo de una batería al ánodo y el polo negativo al cátodo. En estas condiciones el polo negativo repele los electrones libres del cristal N, con lo que los electrones se dirigen hacia la unión PN. El polo positivo atrae a los electrones de valencia del cristal P, lo cual equivale a decir que empuja a los huecos hacia la unión PN.

• Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batería supera el campo eléctrico de la barrera de potencial, los electrones libres del cristal N adquieren suficiente energía como para saltar a los huecos del cristal P, los cuales previamente, como ya se ha dicho, se han desplazado hacia la unión PN.(figura 8)

POLARIZACION INVERZA• Si se polariza inversamente la unión PN, es decir, si se aplica un voltaje

externo, tal como s indica en la figura 7, el efecto de la barrera se intensifica, debido a que el terminal positivo de la fuente atrae a los electrones del material tipo N, y el polo negativo atrae a los huecos del material tipo P, haciendo más ancha la zona de agotamiento y la unión presenta una lata resistencia al paso de la corriente, comportándose como un aislante; solo unos pocos portadores minoritarios lograr atravesar la barrera formando la denominada corriente de figa que es muy pequeña y que en muchos casos prácticos no se tiene en cuenta.

H I S T O R I A D E L L E D.La historia del LED y su desarrollo posterior ha transcurrido en paralelo al siglo

XX.  Ya en 1907, Henry Joseph Round, especialista en las comunicaciones por radio, descubre el efecto físico de la electroluminiscencia.

El primer diodo LED fue diseñado por Oleg Vladimirovich Losev (quien fabricó un LED de óxido de cinc y carburo de silicio).

Considerado como el padre del LED moderno, Nick Holonyak inventó el primer LED que emitía en el espectro visible en 1962.

Quince años más tarde, descubriría el láser de punto cuántico, que abrió las puertas a las comunicaciones a través de la fibra óptica, los reproductores de CD y numerosas aplicaciones en el mundo de la medicina.

En 1962,  en paralelo al hallazgo de Holonyak, sale al mercado el primer diodo luminiscente rojo. Servía como indicador, ya que su luz todavía no era suficiente para iluminar una gran superficie.

1971 que están disponibles LED en otros colores: verde, naranja y amarillo.En la década de los 90, se desarrollaron los ultravioleta y azules, lo que permitió

crear LED de luz blanca, a través de conversión luminiscente en 1995. Este hecho y la gran luminosidad conseguida lo convierte en un elemento muy útil en la iluminación.

EL DIODO EMISOR DE LUZ (LED).• El LED (Light Emitting Diode) es un dispositivo optoeléctrico fabricado

con material semiconductor, formando una unión p-n, que emite luz cuando se polariza de forma directa, circulando por él corriente eléctrica.

• Los electrones son capaces de recambiarse con los huecos dentro del dispositivo, pasando así a un nivel energético menor y liberando energía en forma de fotones (quanto o partícula de luz mas pequeña). Este efecto se llama electroluminiscencia.

• Se agregan varias impurezas durante el proceso de dopado para establecer la longitud de onda de la luz emitida.

LONGITUD DE ONDA.• La longitud de onda determina el color la luz visible.

• La longitud de onda de la luz emitida, y por tanto el color, está determinado por la energía de la banda prohibida de los materiales que forman la unión p-n. El color de la luz que emite un LED depende del material semiconductor con que está fabricado.

EMISION DE LUZ.• Puesto que un LED es un diodo, éste se compone de dos terminales:

ánodo (material tipo P) y cátodo (material tipo N). La corriente puede circular en sentido directo (de ánodo a cátodo) pero no en sentido inverso. Al hacer circular corriente en sentido directo por un LED, los electrones cruzan la barrera de potencial, y se produce la recombinación con los huecos, este fenómeno emite fotones.

• Si aumentamos la corriente que atraviesa un LED, este emitirá más fotones, es decir: lucirá más, pero también aumentará la temperatura y disminuirá la eficiencia la vida útil.

• Un LED emite luz dentro de un intervalo especificado de longitudes de onda, como lo indican las curvas de salida espectral.