Diodo Sf

Unidad 1
Diodo Semiconductor

Tipos de Materiales
Dependiendo de la conductividad eléctrica o del valor
de resistividad de los materiales, pueden ser
clasificados como:
o Conductores. Por lo general son metales y los niveles
de resistividad oscilan en 10-7 a 10-8 Ωm. Ejemplos de
estos materiales son el aluminio, latón, cobre y acero.
o Semiconductores. Los niveles de resistividad de estosmateriales oscilan en 10-3 a 3 x 103 Ωm. Ejemplos de
estos materiales son el germanio y el silicio.
o Aislantes. Tienen niveles de resistividad del orden de
104 a 1014 Ωm. Ejemplos de aislantes son el vidrio, la
mica, el pvc y el caucho.

Materiales semiconductores
• El prefijo semi suele aplicarse a un rango de
niveles situado a la mitad entre dos limites
• El término conductor se aplica a cualquiermaterial que soporte un flujo generoso de carga,
cuando una fuente de voltaje de magnitud
limitada se aplica a través de sus terminales
• Un aislante es un material que ofrece un nivel
muy bajo de conductividad bajo la presión de una
fuente de voltaje aplicada

Materiales semiconductores(cont.)
• Los semiconductores son materiales del grupo IV
de la tabla periódica
• Se caracterizan por tenercuatro electrones en la
ultima capa (valencia)
• Tienen propiedades eléctricas que están definidas
entre las propiedades de los materiales
conductores y los aislantes
• Los elementos semiconductores mas importantes
en la industria electrónica son el silicio y el
germanio

Materiales semiconductores(cont.)
• Para poder comprender el funcionamiento del
diodo semiconductor, requerimos conocimientos
defisica de semiconductores
– Un atomo consiste en un nucleo que tiene carga
positiva
– Los electrones que representan la carga negativa se
mueven alrededor del nucleo en trayectorias elipticas
– Los electrones estan distribuidos en capas electronicas
– Los electrones de la capa mas externa se conocen
como electrones de valencia

Materiales semiconductores(cont.)
• Cuando elementos muy puros, comoel silicio o el
germanio, se enfrian desde el estado liquido, los atomos se
agrupan en patrones ordenados conocidos como cristales
• Los electrones de valencia determinan la forma
caracteristica del cristal resultante
• Los atomos de silicio y germanio tienen 4 electrones de
valencia, de tal manera que la estructura cristalina esta
formada por atomos agrupados entre si y que comparten
sus 4electrones de valencia con el fin de completar su
ultima capa electronica
• Los atomos estan unidos por enlaces covalentes que
mantienen unida la red cristalina

Materiales semiconductores(cont.)

• Debido a lo complejo que puede ser
dibujar una malla cristalina, se
representa generalmente en dos
dimensiones.
• Los electrones de las capas interiores se
omiten ya que no tienen ninguna
influencia en launión

Conduccion en Materiales
semiconductores
• Si la estructura de la malla se encuentra en el cero absoluto
0ok o
-273oC, todos los átomos están en reposo y los
electrones de valencia están fuertemente enlazados con los
átomos vecinos por lo que no existen portadores de carga
libres y la conductividad es cero (aislante perfecto)
• A altas temperaturas, la energía térmica generada provoca
quelos átomos en la red cristalina, vibren
• Al presentarse suficiente energía cinética algunos
electrones de valencia rompen sus enlaces dentro de la red
convirtiéndose en electrones de conducción
• Estos electrones libres permiten el flujo de corriente en un
semiconductor

Conduccion en Materiales
semiconductores (cont.)
• Los electrones de valencia no son los únicos mecanismos de
conducción en unsemiconductor
• Cuando un electrón deja la red, crea una carga positiva dentro de
ella

• La ausencia provocada por el electrón libre se conoce como hueco.
• Cuando existe un hueco, se tiene una carga positiva
• Estas cargas positivas contribuyen al proceso de conducción debido
a que si un electrón en la banda de valencia “salta” para llenar un
hueco vecino, neutraliza la carga positiva, pero...