01_semiconductores
Páginas: 6 (1297 palabras)
Publicado: 19 de septiembre de 2015
Cátedra de Sistemas Digitales
Semiconductores
M. Cs. Ehecatl Joel Chavez Martinez
Ing. José Manuel Arce Zavala
Guadalajara, Agosto de 2015
Guadalajara, Agosto de 2015
1 / 35
Tabla de contenidos
1. Definiciones Básicas
2. Niveles Estructurales
3. ¿Cómo funcionan los semiconductores?
Ley de Ohm
4. Unión P-N
5. Estructura del Transistor MOSFET
Guadalajara, Agosto de 2015
2 / 35
¿Quéestudia la Electrónica?
Es la rama de la física y especialización en ingeniería que estudia y emplea
sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo
de partículas cargadas eléctricamente.
Definiciones Básicas
Guadalajara, Agosto de 2015
3 / 35
¿Qué es un Semiconductor?
Es un elemento o compuesto que se comporta como aislante o como
conductor dependiendo de diversosfactores.
Definiciones Básicas
Guadalajara, Agosto de 2015
4 / 35
Niveles Estructurales
Niveles Estructurales
Guadalajara, Agosto de 2015
5 / 35
Niveles Estructurales
Niveles Estructurales
Guadalajara, Agosto de 2015
6 / 35
Materiales Semiconductores
Los materiales conocidos pueden clasificarse, por su conductividad eléctrica,
en aislantes, semiconductores y conductores.
Figura: Lasbandas de valencia y conducción en los materiales semiconductores,
conductores y aislantes.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
Guadalajara, Agosto de 2015
8 / 35
En 1827, el físico Georg Simon Ohm publica sus descubrimientos sobre la
relación fundamental entre el voltaje, la corriente y la resistencia. Esta
correlación se conoce hoy como la ley de Ohm.
Figura: Retrato de Georg Simon Ohm.¿Cómo funcionan los semiconductores?
Guadalajara, Agosto de 2015
9 / 35
La ley de Ohm
La corriente que circula a través de un conductor, es directamente
proporcional al potencial eléctrico aplicado al conductor, e inversamente
proporcional al su resistividad
Figura: La pirámide de la ley de Ohm.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
Guadalajara, Agosto de 2015
10 / 35
La resistencia de unconductor es directamente proporcional a su longitud e
inversamente proporcional a su área transversal
Figura: Resistencia sobre un conductor.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
Guadalajara, Agosto de 2015
11 / 35
Materiales Aislantes
En la naturaleza es más fácil encontrar materiales aislantes o conductores.
Los semiconductores se fabrican a partir de materiales con característicasespecíficas.
14: Silicio
2,8,4
Si
32: Germanio
2,8,18,4
Ge
Figura: Los materiales tetravalentes más usados en la industria electrónica.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
Guadalajara, Agosto de 2015
12 / 35
Materiales Dopantes
Para convertir un material de elementos tetravalentes en semiconductor, se
agregan átomos de materiales dopantes.
33: Arsénico
2,8,18,5
As
5: Boro
2,3
B
Figura: Losmateriales dopantes deben ser trivalentes o pentavalentes.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
Guadalajara, Agosto de 2015
13 / 35
Materiales Dopados
Una vez dopados, los materiales alteran sus propiedades conductoras.
El material contaminado con elementos pentavalentes, se convertirá en
material tipo n.
Si
Si
Si
e
Si
As
Si
Si
Si
Si
Figura: Material dopado tipo n.
¿Cómo funcionanlos semiconductores?
Guadalajara, Agosto de 2015
14 / 35
Materiales Dopados
El material contaminado con elementos trivalentes, se convertirá en material
tipo p.
Si
Si
Si
Si
B
Si
Si
Si
Si
Figura: Material dopado tipo p.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
Guadalajara, Agosto de 2015
15 / 35
Encuentra más información en:
http://goo.gl/txDln7
¿Cómo funcionan los semiconductores?http://goo.gl/lkRmMJ
Guadalajara, Agosto de 2015
16 / 35
Unión de materiales P-N
Figura: Dos materiales con diferente tipo de dopado se unen.
Unión P-N
Guadalajara, Agosto de 2015
17 / 35
Corriente de Difusión
Al acercarse las superficies de ambos materiales, se produce una reacción en
ambos.
Figura: Los donadores y aceptores cercanos a la superficie de contacto de los
materiales,...
Semiconductores
M. Cs. Ehecatl Joel Chavez Martinez
Ing. José Manuel Arce Zavala
Guadalajara, Agosto de 2015
Guadalajara, Agosto de 2015
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Tabla de contenidos
1. Definiciones Básicas
2. Niveles Estructurales
3. ¿Cómo funcionan los semiconductores?
Ley de Ohm
4. Unión P-N
5. Estructura del Transistor MOSFET
Guadalajara, Agosto de 2015
2 / 35
¿Quéestudia la Electrónica?
Es la rama de la física y especialización en ingeniería que estudia y emplea
sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo
de partículas cargadas eléctricamente.
Definiciones Básicas
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3 / 35
¿Qué es un Semiconductor?
Es un elemento o compuesto que se comporta como aislante o como
conductor dependiendo de diversosfactores.
Definiciones Básicas
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Niveles Estructurales
Niveles Estructurales
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5 / 35
Niveles Estructurales
Niveles Estructurales
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6 / 35
Materiales Semiconductores
Los materiales conocidos pueden clasificarse, por su conductividad eléctrica,
en aislantes, semiconductores y conductores.
Figura: Lasbandas de valencia y conducción en los materiales semiconductores,
conductores y aislantes.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
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8 / 35
En 1827, el físico Georg Simon Ohm publica sus descubrimientos sobre la
relación fundamental entre el voltaje, la corriente y la resistencia. Esta
correlación se conoce hoy como la ley de Ohm.
Figura: Retrato de Georg Simon Ohm.¿Cómo funcionan los semiconductores?
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9 / 35
La ley de Ohm
La corriente que circula a través de un conductor, es directamente
proporcional al potencial eléctrico aplicado al conductor, e inversamente
proporcional al su resistividad
Figura: La pirámide de la ley de Ohm.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
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La resistencia de unconductor es directamente proporcional a su longitud e
inversamente proporcional a su área transversal
Figura: Resistencia sobre un conductor.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
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11 / 35
Materiales Aislantes
En la naturaleza es más fácil encontrar materiales aislantes o conductores.
Los semiconductores se fabrican a partir de materiales con característicasespecíficas.
14: Silicio
2,8,4
Si
32: Germanio
2,8,18,4
Ge
Figura: Los materiales tetravalentes más usados en la industria electrónica.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
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12 / 35
Materiales Dopantes
Para convertir un material de elementos tetravalentes en semiconductor, se
agregan átomos de materiales dopantes.
33: Arsénico
2,8,18,5
As
5: Boro
2,3
B
Figura: Losmateriales dopantes deben ser trivalentes o pentavalentes.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
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13 / 35
Materiales Dopados
Una vez dopados, los materiales alteran sus propiedades conductoras.
El material contaminado con elementos pentavalentes, se convertirá en
material tipo n.
Si
Si
Si
e
Si
As
Si
Si
Si
Si
Figura: Material dopado tipo n.
¿Cómo funcionanlos semiconductores?
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Materiales Dopados
El material contaminado con elementos trivalentes, se convertirá en material
tipo p.
Si
Si
Si
Si
B
Si
Si
Si
Si
Figura: Material dopado tipo p.
¿Cómo funcionan los semiconductores?
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Encuentra más información en:
http://goo.gl/txDln7
¿Cómo funcionan los semiconductores?http://goo.gl/lkRmMJ
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Unión de materiales P-N
Figura: Dos materiales con diferente tipo de dopado se unen.
Unión P-N
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17 / 35
Corriente de Difusión
Al acercarse las superficies de ambos materiales, se produce una reacción en
ambos.
Figura: Los donadores y aceptores cercanos a la superficie de contacto de los
materiales,...
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