SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS Y

DOPADOS

Universidad Privada TELESUP

Alumno: Juan C. Riva M.

Carrea: Ing. De Sistemas y Computación

Cusrso: Física Electrónica

Facultad: Ingeniería y Arquitectura

Abril 2014

Semiconductores Un semiconductor es un material o compuesto

que tiene propiedades aislantes o conductoras. Los elementos más usados para la fabricación de

semiconductores son el Silicio, el Germanio y el Selenio.

Además, hay otros compuestos que son mezclas de dos o mas elementos los cuales se pueden emplear en la fabricación de semiconductores como son el Arseniuro de Galio, el Telururo de Plomo y el Seleniuro de Zinc.

Semiconductores Intrínsecos 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 en su estructura. Quiere decir, que 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.

Semiconductores Intrínsecos Los electrones libres saltan a la banda de

conducción y allí funcionan como electrones de conducción, pudiéndose desplazar libremente de un átomo a otro dentro la estructura cristalina, siempre y cuando el elemento semiconductor sea estimulado con el paso de energía eléctrica.

Semiconductores Intrínsecos

• El silicio en su modelo bidimensional, Vemos como cada átomo de silicio se rodea de sus 4 vecinos próximos con lo que comparte sus electrones de valencia.

• A 0ºK todos los electrones hacen su papel de enlace y tienen energías correspondientes a la banda de valencia. Esta banda estará completa, mientras que la de conducción permanecerá vacía. Es cuando hablamos de que el conductor es un aislante perfecto.

Semiconductores Intrínsecos

Semiconductores Dopados En la producción de semiconductores,

se conoce como dopaje al proceso intencional de agregar impurezas a un semiconductor extremadamente puro (intrínseco) con el fin de cambiar sus propiedades eléctricas.

Dependiendo de la impureza con que se dope al semiconductor puro (intrínseco), aparecen dos clases de semiconductores: Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N.

Semiconductores Dopados• El número de átomos dopantes necesitados para crear una

diferencia de capacidades conductoras de un semiconductor es muy pequeña.

• Cuando se agrega un pequeño número de átomos dopantes (en el orden de 1 a 108 átomos), se dice que el dopaje es bajo o ligero.

• Cuando se agregan muchos átomos (en el orden de 1 a 104 átomos), entonces se dice que l dopaje es alto o pesado.

• Este dopaje pesado se representa con la nomenclatura N+ para material tipo N o, P+ para el material tipo P.

Semiconductores Dopados (Tipo N)• Se llama material de tipo N al que posee átomos de impurezas que

permiten la aparición de electrones sin huecos asociados a los mismos.

• Suelen ser de valencia 5, 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, por lo que la energía necesaria para separarlo del átomo será menor que la necesitada para romper una ligadura en el cristal de silicio.

• Finalmente, existirán más electrones que huecos, por lo que los primero serán los portadores mayoritarios y los últimos los minoritarios.

• La cantidad de portadores mayoritarios será en función directa de la cantidad de átomos de impurezas introducidos.

Semiconductores Dopados (Tipo N)• Ejemplo de dopaje de Silicio por el Fósforo (dopaje N). En el

caso del Fósforo, se dona un electrón.

Semiconductores Dopados (Tipo P)• Se llama así 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.

• Suelen ser de valencia 3 como el Aluminio, el Indio o el Galio.• El átomo introducido es neutro, por lo que modificará la neutralidad

eléctrica del cristal, pero como tiene solo tres electrones en la última capa de valencia, aparecerá una ligadura rota, que tenderá a tomar los electrones de los átomos próximos, generando entonces más huecos que electrones, por lo que los primeros serán electrones mayoritarios y los segundos minoritarios.

• Al igual que el material de tipo N, la cantidad de portadores mayoritarios será en función directa de la cantidad de átomos de impurezas introducidos.

Semiconductores Dopados (Tipo P)• Ejemplo de dopaje de Silicio por el Boro (dopaje P). En el caso

del Boro, le falta un electrón, por tanto, es donado un hueco de electrón.

Bibliografíahttp://ecotecnologias.wordpress.com/tag/celdas-solares/

http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)

http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm

http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp