semiconductores

Semiconductores
El estudio de las propiedades físicas de los materiales semiconductores y sus aplicaciones en el desarrollo de dispositivos eléctricos, representan una de las revoluciones científico-tecnológicas de mayor impacto en la sociedad. Y nosotros como estudiantes de la Ingeniería, debemos de conocer y analizar dichas aplicaciones, y para darnos una idea de la magnitud de estarevolución podemos pensar en los transistores, probablemente la aplicación tecnológica más importante de los semiconductores. Cualquier habitante del mundo moderno se encuentra rodeado cotidianamente por millones de transistores. Están en el televisor, en el equipo de música, en la máquina de lavar, en el reloj de pulsera, en el teléfono celular que a diario usamos, difícilmente un Ingeniero y menos en lacarrera de Sistemas no usa los transistores en su vida diaria. Una laptop personal puede llegar a tener miles de millones de transistores. De hecho (según internet), en el mundo existen muchos más transistores que personas. Pero, naturalmente, una cosa es usar esta tecnología y otra muy distinta es entender cómo opera. Resumiré un poco sobre las propiedades de los semiconductores para darnos unamejor idea de cómo operan.
Tipos de semiconductores
SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS. En los semiconductores más usuales, silicio y germanio, su estructura cristalina (disposición atómica que se repite periódicamente en tres dimensiones).
SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS. Puesto que los semiconductores intrínsecos presentan el mismo número de electrones de conducción que de huecos, no son losuficientemente flexibles para la mayor parte de las aplicaciones prácticas de los semiconductores.
SEMICONDUCTOR TIPO N, IMPUREZAS DONADORAS. Los elementos que tienen la propiedad de ceder electrones libres sin crear huecos al mismo tiempo se les denomina donantes o impurezas donadoras y se dice que hacen al semiconductor de tipo n porque a dicha temperatura tenemos muchos más electrones (portadoresnegativos) que huecos.
SEMICONDUCTOR TIPO P, IMPUREZAS ACEPTADORAS. Los elementos que tienen predisposición para aceptar electrones ligados se les conoce con el nombre de aceptadores o impurezas aceptadoras y se dice que hacen al material de tipo p ya que éste conduce fundamentalmente, aunque no de forma exclusiva, mediante los huecos cargados positivamente.

Propiedades de los semiconductores
Unapropiedad importante en los semiconductores es que posibilita el poder modificar su resistividad de manera controlada entre márgenes muy amplios. La razón primera de este comportamiento diferente reside en su estructura atómica, básicamente en la distancia interatómica de sus átomos en la red así como el tipo de enlace entre ellos. Así el enlace atómico depende del número de electrones de valencia delos átomos formantes del enlace y de la electronegatividad de los mismos. Los electrones de la capa externa o electrones de valencia son los que determinan y forman los enlaces y los que en su momento pueden determinar el carácter conductivo o no de él. En un semiconductor formado por dos elementos químicos diferentes (Arseniuro de Galio) la asimetría conlleva en general una cierta pérdida decarácter covalente puro, en el sentido de desplazar el centro de gravedad de la carga hacia uno u otro átomo. El parámetro que determina este desplazamiento es la electronegatividad de los átomos constituyentes. Cuanto más diferente sea, mayor será el desplazamiento y el enlace será más iónico que covalente. La estructura cristalina de los semiconductores es en general compleja aunque puedevisualizarse mediante superposición de estructuras más sencillas. La estructura más común es la del diamante, común a los semiconductores Si y Ge, y la del Zinc-Blenda que es la del Arseniuro de Galio. En estas redes cristalinas cada átomo se encuentra unido a otros cuatro mediante enlaces covalentes con simetría tetraédrica. Se requiere que posean unas estructuras cristalinas únicas, es decir, que sea...