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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP
SEMICONDUCTORES
INTRÍNSECOS Y DOPADOS
PRESENTA EL TEMA :
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M.
Elaborado por :
Avelardo J. Calcina M.
Ingeniero de sistemas
1
SEMICONDUCTOR ._es un elemento
que se comporta como un conductor o
como aislante dependiendo de diversos
factores, como por ejemplo el campo
eléctrico o magnético, la presión, la
radiación que le incide, o la temperatura
del ambiente en el que se encuentre.
LOS MATERIALES
SEMICONDUCTORES.
según su pureza, se clasifican de la
siguiente forma:
1. Intrínsecos
2. Extrínsecos
.
INTRODUCCIÓN
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 2
1.1. CONCEPTO :En un cristal de
Silicio o Germanio que forma una
estructura tetraédrica similar a la
del carbono mediante enlaces
covalentes entre sus átomos, en la
figura representados en el plano
por simplicidad.
Fuente
:http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor
1.SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 3
Las palabras “intrínsecos” se usa para describir cristales
semiconductores que contienen una concentración tan pequeña de
impurezas químicas, que no afectan sus características eléctricas.
Los semiconductores intrínsecos se caracterizan por la estructura
de banda que se muestran en las figuras 3.2 c y 3.2 d, en las que la
banda de valencia está separada de la de conducción, por un
intervalo de energía vacío relativamente pequeño.
Fuente :http://proton.ucting.udg.mx/materias/tecnologia/Conductores.htm
1.2. CARACTERÍSTICAS
Se cumple : n= p = n¡
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 4
FIG 3.2 Diagramas del nivel de energía de: a) un
conductor, b) Un aislador; c) un semiconductor
intrínseco a T = 0 y d) un semiconductor intrínseco a T >
0.
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 5
Esta compuesta solamente por
átomos de silicio (Si) que forman
una celosía. Como se puede
observar en la ilustración, los
átomos de silicio (que sólo poseen
cuatro electrones en la última órbita
o banda de valencia), se unen
formando enlaces covalente para
completar ocho electrones y crear
así un cuerpo sólido semiconductor.
En esas condiciones el cristal de
silicio se comportará igual que si
fuera un cuerpo aislante.
Fuente:http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_4.htm
1.2. ESTRUCTURA CRISTALINA DE UN SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 6
2.1. CONCEPTO :se denomina
dopaje al proceso intencional de
agregar impurezas en un
semiconductor extremadamente
puro (también referido como
intrínseco) con el fin de cambiar sus
propiedades eléctricas. Las
impurezas utilizadas dependen del
tipo de semiconductores a dopar. A
los semiconductores con dopajes
ligeros y moderados se los conoce
como extrínsecos.:http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)
2.SEMICONDUCTOR DOPADO
Si aplicamos una tensión al cristal de silicio,
el positivo de la pila intentará atraer los
electrones y el negativo los huecos
favoreciendo así la aparición de una
corriente a través del circuito
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 7
El dopaje consiste en sustituir algunos átomos de silicio por átomos
de otros elementos. A estos últimos se les conoce con el nombre de
impurezas. Dependiendo del tipo de impureza con el que se dope al
semiconductor puro o intrínseco aparecen dos clases de
semiconductores :
• Semiconductor tipo P
• Semiconductor tipo N
Fuente :http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.aspFuente imagen : http://www.google.com.pe/imgres?hl=es-419&biw=1366&bih=557&tbm=isch&tbnid=WB-
vFahXFElKFM:&imgrefurl=http://www.filmscanner.info/es/CCDSensoren.html&docid=twBzKiNezrgozM&imgurl=http://www.filmscanner.info/Bilder/CCD_01.gif
&w=600&h=322&ei=JdLEUvmNNouSkQfQ9oCYBQ&zoom=1&iact=hc&vpx=411&vpy=109&dur=4004&hovh=164&hovw=307&tx=230&ty=90&page=1&tbnh=
123&tbnw=237&start=0&ndsp=19&ved=1t:429,r:2,s:0,i:81
2.2. CARACTERÍSTICAS DE DOPAJE
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 8
2.2.1. SEMICONDUCTOR TIPO P
Si en una red cristalina de silicio
(átomos de silicio enlazados entre sí)
....
Enlace covalente de átomos de
germanio, obsérvese que cada átomo
comparte
cada uno de sus electrones con otros
cuatro átomos
Fuente: :
http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/tipo-P.asp
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 9
SI.... sustituimos uno de sus átomos (que como
sabemos tiene 4 electrones en su capa exterior)
por un átomo de otro elemento que contenga
tres electrones en su capa exterior, resulta que
estos tres electrones llenarán los huecos que
dejaron los electrones del átomo de silicio, pero
como son cuatro, quedará un hueco por ocupar.
Ósea que ahora la sustitución de un átomo por
otros provoca la aparición de huecos en el cristal
de silicio. Por tanto ahora los "portadores
mayoritarios" serán los huecos y los electrones
los portadores minoritarios.
A esta red de silicio dopada con esta clase de
impurezas se le denomina "silicio tipo P"
SEMICONDUCTOR DOPADO TIPO P
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 10
2.2.2. SEMICONDUCTOR TIPO N
Si en una red cristalina de silicio
(átomos de silicio enlazados entre sí)
....
Enlace covalente de átomos de
germanio, obsérvese que cada átomo
comparte cada uno de sus electrones
con otros cuatro átomos
Fuente
:http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/tipo-N.asp
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 11
SI.... .... sustituimos uno de sus átomos (que como
sabemos tiene 4 electrones en su capa exterior) por
un átomo de otro elemento que contenga cinco
electrones en su capa exterior, resulta que cuatro
de esos electrones sirven para enlazarse con el
resto de los átomos de la red y el quinto queda
libre.
A esta red de silicio "dopado" con esta clase de
impurezas se le denomina "Silicio tipo N"
En esta situación hay mayor número de electrones
que de huecos. Por ello a estos últimos se les
denomina "portadores minoritarios" y "portadores
mayoritarios" a los electrones
Las Impurezas tipo N más utilizadas en el proceso
de dopado son el arsénico, el antimonio y el fósforo
SEMICONDUCTOR DOPADO TIPO N
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 12
APLICACIONES DE LOS SEMICONDUCTORES
• A partir de la década de 1950, los dispositivos semiconductores -
conocidos también como dispositivos de estado sólido-
remplazaron los tubos electrónicos de la industria tradicional.
• Por la enorme reducción de tamaño,
• Menor consumo de energía y costo, acompañada de una mucho
mayor durabilidad y confiabilidad.
• los dispositivos semiconductores significaron un cambio
revolucionario en las telecomunicaciones, la computación, el
almacenamiento de información, etc.
• Desde el punto de vista de su forma de operación, el dispositivo
semiconductor más simple y fundamental es el diodo; todos los
demás dispositivos pueden entenderse en base a su
funcionamiento.
Autor :Ing Avelardo J . Calcina M. 13
