SEMICONDUCTORES

SILICIO

Es el material semiconductor más utilizado. Tiene 14 electrones en órbita y 14 protones. Un átomo de silicio aislado tiene cuatro electrones en la órbita de valencia. Un átomo de silicio que forma parte de un cristal tiene ocho electrones en la órbita de valencia, porque comparte un electrón con los otros.

El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente eléctrica a temperatura ambiente varía entre la de los metales y la de los aislantes. La conductividad del silicio puede controlarse añadiendo cantidades de impurezas llamadas dopantes. La capacidad de controlar las propiedades eléctricas del silicio y su abundancia en la naturaleza han posibilitado el desarrollo y aplicación de los transistores y circuitos integrados que se utilizan en la industria electrónica.

SEMICONDUCTOR

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como un aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre.

CONDUCCIÓN ELÉCTRICA

Para que la conducción sea posible es necesario que haya electrones que no estén ligados a un enlace determinado (banda de valencia), sino que sean capaces de desplazarse por el cristal (banda de conducción). La separación entre la banda de valencia y la de conducción se llama banda prohibida, porque en ella no puede haber portadores de corriente.

ØLos metales, en las bandas de energía se superponen, se les llaman conductores.

ØLos aislantes (o dieléctricos), en los que la diferencia existente entre las bandas de energía, del orden de 6 eV impide, en condiciones normales el salto de los electrones.

ØLos semiconductores, en los que el salto de energía es pequeño, del orden de 1 eV, por lo que suministrando energía pueden conducir la electricidad; su conductividad puede graduarse, pues basta disminuir la energía aportada para que sea menor el número de electrones que salte a la banda de conducción; caso contrario que no puede hacerse con los metales, cuya conductividad es constante, o, poco variable con la temperatura.

TIPOS DE SEMICONDUCTORES

SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS
Un cristal de silicio forma una estructura tetraédrica similar a la del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente, algunos electrones pueden, absorbiendo la energía necesaria, saltar a la banda de conducción, dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia (1). Las energías requeridas, a temperatura ambiente son de 1,12 y 0,67 eV para el silicio y el germanio respectivamente.

SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOSSi a un semiconductor intrínseco, se le añade un porcentaje de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el semiconductor se denomina extrínseco, y se dice que está dopado. Como se ve, las impurezas deberán formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente átomo de silicio.

SEMICONDUCTOR TIPO N
•Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres.
•Cuando el material dopante es añadido, éste aporta sus electrones más débilmente vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de agente dopante es también conocido como material donante ya que da algunos de sus electrones.
•El propósito del dopaje tipo n es el de producir abundancia de electrones portadores en el material. A causa de que los átomos con cinco electrones de valencia tienen un electrón extra que dar, son llamados átomos donadores.

SEMICONDUCTOR TIPO P
•Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado , añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso positivos o huecos).
•Cuando el material dopante es añadido, éste libera los electrones más débilmente vinculados de los átomos del semiconductor. Este agente dopante es también conocido como material aceptor y los átomos del semiconductor que han perdido un electrón son conocidos como huecos.
•El propósito del dopaje tipo P es el de crear abundancia de huecos.