3 SEMICONDUCTORES

TEMA 3°SEMICONDUCTORES
INTEGRANTES DEL EQUIPO:
JOSUE PERALES
ECSON GIBRAN ZAVALA BORDALLO NO. CTRL 14130544
OSCAR GUARDADO

¿Qué es un semiconductor?
 Un semiconductor es un material aislante que, cuando se le
añaden ciertas sustancias o en un determinado contexto, se
vuelve conductor. Esto quiere decir que, de acuerdo a
determinados factores, el semiconductor actúa a modo de
aislante o comoconductor.
 Los semiconductores son elementos que tienen una
conductividad eléctrica inferior a la de un conductor metálico
pero superior a la de un buen aislante. El semiconductor más
utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en la
naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son
el germanio y el selenio

Un Ejemplo de Semiconductor es el
Silicio
 Los átomos de siliciotienen su orbital externo incompleto
con sólo cuatro electrones, denominados electrones de
valencia. Estos átomos forman una red cristalina, en la que
cada átomo comparte sus cuatro electrones de valencia con
los cuatro átomos vecinos, formando enlaces covalentes. A
temperatura ambiente, algunos electrones de valencia
absorben suficiente energía calorífica para librarse del
enlace covalente ymoverse a través de la red cristalina,
convirtiéndose en electrones libres. Si a estos electrones,
que han roto el enlace covalente, se les somete al potencial
eléctrico de una pila, se dirigen al polo positivo.

 Cuando un electrón libre abandona el átomo de un
cristal de silicio, deja en la red cristalina un hueco, que
con respecto a los electrones próximos tiene efectos
similares a los queprovocaría una carga positiva. Los
huecos tienen la misma carga que el electrón pero con
signo positivo.

El comportamiento eléctrico de un
semiconductor se caracteriza por
los siguientes fenómenos:
 Los electrones libres son portadores de carga negativa y se
dirigen hacia el polo positivo de la pila.
 Los huecos son portadores de carga positiva y se dirigen hacia
el polo negativo de la pila.
 Alconectar una pila, circula una corriente eléctrica en el circuito
cerrado, siendo constante en todo
 momento el número de electrones dentro del cristal de silicio.
 Los huecos sólo existen en el seno del cristal semiconductor.
Por el conductor exterior sólo circulan los electrones que dan
lugar a la corriente eléctrica.

3.1 Generalidades
 Toda clase de sólidos, independientemente de su tipode
enlace, se caracterizan porque sus estados electrónicos se
agrupan en bandas de energía.
 Los metales poseen una última banda, parcialmente
ocupada, con niveles energéticos superiores libres,
desocupados. Los electrones de valencia, débilmente unido
a los átomos aislados, al formarse el cristal se deslocalizan y
se mueven por todo el cristal en forma de un gas de Fermi,
constituyendo loselectrones de conducción.

 Su conductividad disminuye:
 a) Al aumentar la temperatura: σ(T)·T = const.
 b) Al crecer las impurezas y los defectos de la red.
 Los metales reflejan o absorben muy débilmente las
radiaciones, sin que por ello se altere su conductividad.
 Los aislantes poseen una banda prohibida de energía, de
anchura Eg, que separa la última banda completamente
llena, banda devalencia, sin estados libres. Los electrones
de valencia están ligados formando enlaces mas o menos
fuerte entre los átomos de la red. La banda próxima superior,
banda de conducción, está vacía, con la totalidad de sus
estados energéticos desocupados. A 0 K la conductividad es
nula, tienen una banda prohibida de anchura no nula, Eg ≠ 0.

Los aislantes se subdividen en dos clases: semiconductores yaislantes propiamente dichos.
Semiconductores: tienen una banda prohibida de anchura
Eg < 2eV
 Su conductividad tiene un valor intermedio entre el valor de
los metales y el valor de los aislantes.
 La conductividad crece con la temperatura:
Mientras que en los metales el número de portadores es
constante, del orden de 1028 m-3, independientemente del
valor de la temperatura, en los semiconductores...