aplicaciones de los semiconductores en dispositivos eletronicos

APLICACIONES DE LOS SEMICONDUCTORES
EN DISPOSITIVOS ELECTRICOS


1.- INTRODUCCIÓN
Un material semiconductor es aquel que tiene una conductividad eléctrica intermedia, entre la de los metales y los aislantes; y otras propiedades físicas no usuales. Estos se pueden clasificar en dos tipos:
Semiconductores intrínsecos: poseen una conductividad eléctrica fácilmente controlable y, alcombinarlos correctamente adecuadamente, pueden actuar como interruptores, amplificadores o dispositivos de almacenamiento. Ejemplo: Si y Ge puros.
Semiconductores extrínsecos: estos se forman al agregar, intencionadamente, a un semiconductor intrínseco sustancias dopantes. Su conductividad dependerá de la concentración de esos átomos dopantes. Dependiendo de esas impurezas habrá dos tipos:
a)Semiconductores de tipo n: En las redes de Si o Ge se introducen elementos del grupo 15 los cuales debido a que tienen un electrón mas en su capa de valencia que los elementos del grupo14 se comportan como impurezas donadoras de electrones o portadores negativos.
b) Semiconductores de tipo p: En este caso se introducen elementos del grupo 13 que presentan un electrón menos en su capa de valencia,por lo que se comportan como aceptores o captadores de electrones.


2.- APLICACIONES EN DISPOSITIVOS ELECTRICOS
Se han desarrollado muchos dispositivos electrónicos utilizando las propiedades de transporte de los semiconductores; el uso de semiconductores en la industria electrónica ha aumentado de forma importante. Así, veremos algunas de las más importantes:
Termistores: se basan en lapropiedad de que la conductividad depende de la temperatura para medir dicha temperatura. También se usan en otros dispositivos, como en alarmas contra incendio.
Transductores de presión: al aplicar presión a un semiconductor, los átomos son forzados a acercarse, el gap de energía se estrecha y la conductividad aumenta. Midiendo la conductividad, se puede conocer la presión que actúa sobre esematerial.
Rectificadores (dispositivos de unión tipo p-n): se producen uniendo un semiconductor tipo n con otro tipo p, formando una unión tipo p-n. Los electrones se concentran en la unión tipo n y los huecos en la unión p. El desequilibrio electrónico resultante crea un voltaje a través de la unión.
Transistores de unión bipolar: un transistor se puede usar como interruptor o comoamplificador. El transistor de unión bipolar (BJT), se suele utilizar en unidades de procesamiento central de computadoras por su rápida respuesta a la conmutación.
Transistores de efecto de campo: utilizado frecuentemente para almacenar información en la memoria de los ordenadores. El transistor de efecto de campo (FET), se comporta de forma algo distinta a los de unión bipolar.


3.- LA UNION P-NLos dispositivos semiconductores más comunes dependen de las propiedades de la unión entre materiales de tipo p y de tipo n. Esta unión p-n se produce de forma más habitual por difusión en estado sólido de un tipo de impureza de tipo p sobre un material de tipo n. Aunque también se puede obtener un diodo de unión p-n por crecimiento de un monocristal de silicio intrínseco y dopándolo primero con unmaterial de tipo n y después con uno p. Este diodo p-n se puede encontrar de tres maneras distintas, según como se aplique el voltaje:
En el equilibrio: Antes de la unión, ambos tipos de semiconductores son neutros; en los p los huecos son los portadores mayoritarios y en los n son los electrones. Después de la unión, los portadores de esta se difunden a través de ella. Después de algunasrecombinaciones, el proceso se interrumpe, ya que los electrones que van al material tipo p, son repelidos por los iones negativos; y los huecos son repelidos por los iones positivos del material tipo n. Los iones inmóviles de la unión forman una zona agotada de los portadores mayoritarios, llamada zona de deplexión. De esta forma no hay flujo neto de corriente en condiciones de circuito abierto....