Mteriales semiconductores

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Materiales Semiconductores
Los semiconductores son materiales cuya conductividad varía con la temperatura, pudiendo comportarse como conductores o como aislantes. Resulta que se desean variaciones de la conductividad no con la temperatura sino controlables eléctricamente por el hombre.
Para conseguir esto, se introducen átomos de otros elementos en el semiconductor. Estos átomos se llamanimpurezas y tras su introducción, el material semiconductor presenta una conductividad controlable eléctricamente.
Materiales Tipo N y P
Tipo N: Tanto los materiales tipo n como los tipo p se forman cuando se añade un numero predeterminado de átomos de impureza a una base de germanio o de silicio. El material tipo n se crea al introducir elementos impuros que cuentan con cinco electrones de valenciacomo el caso del antimonio, el arsénico o el fosforo.
Tipo P: Se forma mediante el dopado de un cristal puro de germanio o de silicio con átomos de impureza que cuenten con tres electrones de valencia. Los elementos que se utilizan de forma más frecuente son: el boro, el galio y el indio.
Portadores Mayoritarios y Minoritarios
Los portadores mayoritarios son una parte que se encargan detransportar la corriente eléctrica que un material semiconductor tiene en exceso, ya sea un material de tipo P o N.
En los Tipo N existen más electrones libres debido a los átomos de las impurezas agregadas en comparación a los huecos; es por tales motivos que en el material semiconductor los electrones son los portadores mayoritarios. Sin embargo; los que carecen de huecos son los minoritarios.
Enlos Tipo P, a diferencia del tipo N, los principales portadores son los huecos y los minoritarios son los electrones.
Niveles de Energía
En un átomo, los electrones están girando alrededor del núcleo formando capas. En cada una de ellas, la energía que posee el electrón es distinta. En efecto; en las capas muy próximas al núcleo, la fuerza de atracción entre éste y los electrones es muy fuerte,por lo que estarán fuertemente ligados.
Ocurre lo contrario en las capas alejadas, en las que los electrones se encuentran débilmente ligados, por lo que resultará más fácil realizar intercambios electrónicos en las últimas capas.
El hecho pues, de que los electrones de un átomo tengan diferentes niveles de energía, nos lleva a clasificarlos por el nivel energético (o banda energética) en elque se encuentra cada uno de ellos. Las bandas que nos interesan a nosotros para entender mejor el comportamiento del átomo son:
Banda de Valencia: Se denomina banda de valencia al último nivel de más alejado del núcleo del átomo, donde se efectúan las combinaciones químicas. La banda de valencia permite que los electrones que giran en la última órbita puedan pasar de un átomo a otro, endependencia de su número de valencia o número de oxidación, que puede ser positivo, o negativo, de acuerdo con las propiedades específicas de cada elemento en cuestión. Así, según sea la electronegatividad o tendencia que tenga el átomo de una molécula para atraer electrones de acuerdo con su número atómico o valencia, se forman iones positivos o negativos.
Banda de Conducción: Se denomina banda deconducción al nivel de energía donde la atracción del núcleo del átomo sobre los electrones es más débil. Ese nivel corresponde a la última órbita del átomo, la que puede compartir así sus electrones entre el resto de los átomos de un cuerpo, permitiendo que se desplacen por el mismo en forma de nube electrónica.
Cuando un átomo es excitado empleando corriente eléctrica, alguno de sus electrones puedenabsorber energía, saltar a la banda de conducción y desplazarse de una molécula a otra.
Cada átomo posee un número determinado de electrones girando a su alrededor en diferentes órbitas formando una nube electrónica; sin embargo es sólo la última órbita la que determina el número de valencia o propiedades de conducción que posee cada elemento químico. En cualquier átomo esa última órbita...
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