Memoria

SEMICONDUCTORES
1. Introducción
2. Semiconductores
3. Semiconductores intrínsecos
4. Semiconductores extrínsecos
5. Tecnología de los semiconductores
6.Bibliografia
1. Introducción
Un componente semiconductor se define como un material sólido o líquido capaz de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal.
La conductividad eléctrica, que es la capacidad deconducir la corriente eléctrica cuando se aplica una diferencia de potencial, es una de las propiedades físicas más importantes. Ciertos metales, co-mo el cobre, la plata y el aluminio son excelentes conductores. Por otro lado, ciertos aislantes como el diamante o el vidrio son muy malos conductores. A temperaturas muy bajas, los semiconductores puros se comportan como aislantes. Sometidos a altastemperaturas, mezclados con impurezas o en presencia de luz, la conductividad de los semiconductores puede aumentar de forma espectacular y llegar a alcanzar niveles cercanos a los de los metales. Las propiedades de los semiconductores se estudian en la física del estado sólido.
Las propiedades eléctricas de un material semiconductor vienen determinadas por su estructura atómica. En un cristal purode germanio o de silicio, los átomos están unidos entre sí en disposición periódica, formando una rejilla cúbica tipo diamante perfectamente regular. Cada átomo del cristal tiene cuatro electrones de valencia, cada uno de los cuales interactúa con el electrón del átomo veci-no formando un enlace covalente. Al no tener los electrones libertad de movimiento, a bajas tempe-raturas y en estadocristalino puro, el material actúa como un aislante.
2. Semiconductores
Un semiconductor es un elemento con valencia 4, lo que quiere decir que un átomo aislado de semiconductor tiene 4 electrones en su órbita exterior o de valencia. El número de electrones en la órbita de valencia es clave para la conductividad eléctrica. Los conductores poseen un electrón de valencia, los semiconductores tienen 4 ylos aislantes 8 electrones de valencia.
Germanio
El germanio es un ejemplo de semiconductor. En el centro se halla un núcleo con 32 protones. En este caso los electrones se distribuyen como sigue: 2 electrones en la primera órbita, 8 en la segunda y 18 en la tercera. Los últimos 4 electrones se localizan en la órbita exterior o de valencia.
Silicio
El material semiconductor más ampliamenteutilizado es el silicio. Un átomo aislado de silicio tiene 14 protones y 14 electrones. Como puede apreciarse en la figura de la izquierda, la primera órbita contiene 2 electrones, y la segunda contiene 8. Los cuatro electrones restantes se hallan en la órbita exterior.
3. Semiconductores intrínsecos
Un semiconductor intrínseco es un semiconductor puro. Un cristal de silicio es un semiconductorintrínseco si cada átomo del cristal es un átomo de silicio. A temperatura ambiente, un cristal de silicio se comporta más o menos como un aislante, ya que tiene solamente unos cuantos electrones libres y sus huecos producidos por excitación térmica.
4. Semiconductores extrínsecos
Una forma de aumentar la conductividad de un semiconductor es mediante el dopado. El dopado supone que deliberadamentese añaden átomos de impurezas a un cristal intrínseco para modificar su conductividad eléctrica. Un semiconductor dopado se llama semiconductor extrínseco.
Existen dos materiales extrínsecos de gran importancia para la fabricación de dispositivos semiconductores: el tipo n y el tipo p.
Material tipo n
Tanto los materiales tipo n como los p se forman agregando un número predeterminado de átomosde impurezas a una base de germanio o silicio. El tipo n se crea añadiendo todos aquellos elementos de impurezas que tengan cinco electrones de valencia (pentavalentes), tal como el antimonio, arsénico y fósforo. El efecto de tales elementos de impurezas se indica en la figura de junto (usando antimonio como la impureza en una base de silicio). Note que los cuatro enlaces covalentes todavía...