Semiconductores
Páginas: 7 (1587 palabras)
Publicado: 27 de marzo de 2011
CAPÍTULO 1
EL DIODO SEMICONDUCTOR
1.1 INTRODUCCIÓN
En cuanto a elementos semiconductores se refiere, los adelantos tecnológicos han sido notables ya que la reducción del tamaño de estos ha ocasionado que circuitos integrados cuenten con un número elevado de elementos en su interior, debido a esto los aparatos electrónicos cada día son más pequeños y sofisticados.
Este capítulotiene como objetivo ejemplificar el funcionamiento del diodo así como sus características, mediante el análisis de los variados arreglos que se pueden realizar con estos dispositivos.
1.2 MATERIALES SEMICONDUCTORES
Al hablar de materiales que tienen cierto nivel de conducir corriente eléctrica se puede mencionar que existen tres tipos de estos materiales: aislantes, conductores y lossemiconductores.
Los aislantes impiden la circulación de corriente ya que están constituidos de átomos con muchos electrones en sus ultimas orbitas impidiendo que pierda estos.
Los conductores son por lo general metales y tienen átomos con pocos electrones en sus últimas orbitas lo que permite que se pierdan con facilidad, logrando una buena circulación de corriente.
Por ultimo están lossemiconductores que no son aislantes pero tampoco conductores, estos materiales son capaces de comportarse como conductores o aislantes dependiendo del nivel de su temperatura. A medida que aumenta su temperatura se vuelven más conductores de corriente eléctrica lo que permite al hombre que pueda controlar eléctricamente esta circulación de corriente.
Los materiales semiconductores pertenecen algrupo IV de la tabla periódica de los elementos, entre los que se encuentran el Silicio y Germanio, estos contienen cuatro electrones en su ultima orbita.
Tomando como ejemplo al átomo de Silicio que consta de cuatro electrones en su ultima orbita pero necesita ocho electrones en esta, lo que provoca que se formen enlaces con otros átomos (unión covalente) logrando tener ocho electrones que no sonpropios sino compartidos como se muestra en la figura 1.1.
El mencionado enlace covalente es el que permite a los átomos permanecer unidos, cuando la temperatura es cero el enlace permanece y el material es un aislante pero al aumentar la temperatura es posible que estos enlaces se rompan, permitiendo que algún electrón pase a la banda de conducción dejando un hueco que será ocupado por otro,esto ocasiona un movimiento de electrones y por consiguiente que el material se vuelva conductor.
Figura 1.1 Unión covalente del átomo de silicio puro.
1.3 SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS
Debido a que en los materiales semiconductores puros como el Silicio no existen los suficientes electrones libres ni huecos para que se pueda producir la corriente deseada, es necesario introducirimpurezas a los átomos que permitan tener electrones libres o huecos. Al procedimiento de contaminación se le llama dopado que consiste en introducir átomos trivalentes (tres electrones en su ultima orbita) o pentavalentes (cinco electrones), las impurezas pueden ser donadoras o aceptoras.
1.3.1 MATERIAL TIPO N
Si se agrega a un átomo de Arsénico (pentavalente) a un cristal de Silicio cuatro desus electrones crearan un enlace con cuatro átomos de Silicio pero quedara un electrón libre (figura 1.2) que con muy poca energía saltara a la banda de conducción llenando huecos existentes, es decir se agregan electrones portadores de corriente. A este tipo de impurezas que proveen de electrones de electrones portadores (negativos) se le denomina donadores o del tipo n. Debido a que existe mayornúmero de electrones que huecos, los electrones reciben el nombre de portadores mayoritarios y los huecos portadores minoritarios.
Figura 1.2 Contaminación del tipo n.
1.3.2 MATERIAL TIPO P
Al dopar al cristal de Silicio con átomos trivalentes (Boro, Aluminio, Galio, etc.) solo se formaran tres uniones dejando un hueco, estas impurezas proporcionan portadores positivos debido a que crean...
EL DIODO SEMICONDUCTOR
1.1 INTRODUCCIÓN
En cuanto a elementos semiconductores se refiere, los adelantos tecnológicos han sido notables ya que la reducción del tamaño de estos ha ocasionado que circuitos integrados cuenten con un número elevado de elementos en su interior, debido a esto los aparatos electrónicos cada día son más pequeños y sofisticados.
Este capítulotiene como objetivo ejemplificar el funcionamiento del diodo así como sus características, mediante el análisis de los variados arreglos que se pueden realizar con estos dispositivos.
1.2 MATERIALES SEMICONDUCTORES
Al hablar de materiales que tienen cierto nivel de conducir corriente eléctrica se puede mencionar que existen tres tipos de estos materiales: aislantes, conductores y lossemiconductores.
Los aislantes impiden la circulación de corriente ya que están constituidos de átomos con muchos electrones en sus ultimas orbitas impidiendo que pierda estos.
Los conductores son por lo general metales y tienen átomos con pocos electrones en sus últimas orbitas lo que permite que se pierdan con facilidad, logrando una buena circulación de corriente.
Por ultimo están lossemiconductores que no son aislantes pero tampoco conductores, estos materiales son capaces de comportarse como conductores o aislantes dependiendo del nivel de su temperatura. A medida que aumenta su temperatura se vuelven más conductores de corriente eléctrica lo que permite al hombre que pueda controlar eléctricamente esta circulación de corriente.
Los materiales semiconductores pertenecen algrupo IV de la tabla periódica de los elementos, entre los que se encuentran el Silicio y Germanio, estos contienen cuatro electrones en su ultima orbita.
Tomando como ejemplo al átomo de Silicio que consta de cuatro electrones en su ultima orbita pero necesita ocho electrones en esta, lo que provoca que se formen enlaces con otros átomos (unión covalente) logrando tener ocho electrones que no sonpropios sino compartidos como se muestra en la figura 1.1.
El mencionado enlace covalente es el que permite a los átomos permanecer unidos, cuando la temperatura es cero el enlace permanece y el material es un aislante pero al aumentar la temperatura es posible que estos enlaces se rompan, permitiendo que algún electrón pase a la banda de conducción dejando un hueco que será ocupado por otro,esto ocasiona un movimiento de electrones y por consiguiente que el material se vuelva conductor.
Figura 1.1 Unión covalente del átomo de silicio puro.
1.3 SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS
Debido a que en los materiales semiconductores puros como el Silicio no existen los suficientes electrones libres ni huecos para que se pueda producir la corriente deseada, es necesario introducirimpurezas a los átomos que permitan tener electrones libres o huecos. Al procedimiento de contaminación se le llama dopado que consiste en introducir átomos trivalentes (tres electrones en su ultima orbita) o pentavalentes (cinco electrones), las impurezas pueden ser donadoras o aceptoras.
1.3.1 MATERIAL TIPO N
Si se agrega a un átomo de Arsénico (pentavalente) a un cristal de Silicio cuatro desus electrones crearan un enlace con cuatro átomos de Silicio pero quedara un electrón libre (figura 1.2) que con muy poca energía saltara a la banda de conducción llenando huecos existentes, es decir se agregan electrones portadores de corriente. A este tipo de impurezas que proveen de electrones de electrones portadores (negativos) se le denomina donadores o del tipo n. Debido a que existe mayornúmero de electrones que huecos, los electrones reciben el nombre de portadores mayoritarios y los huecos portadores minoritarios.
Figura 1.2 Contaminación del tipo n.
1.3.2 MATERIAL TIPO P
Al dopar al cristal de Silicio con átomos trivalentes (Boro, Aluminio, Galio, etc.) solo se formaran tres uniones dejando un hueco, estas impurezas proporcionan portadores positivos debido a que crean...
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