semiconductores

Teoría de semiconductores

1. Definición:

Conductores: Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de carga eléctrica. Cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio.

Semiconductores: Es un elemento que se comporta como un conductor o comoun aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. El elemento semiconductor más usado es el silicio, el segundo el germanio.

Aislantes: Son materiales que resisten el paso de la corriente a través del elemento que alberga y lo mantiene en su desplazamiento a lo largodel semiconductor. Dicho materiales se denomina aislantes eléctricos. La diferencia de los distintos materiales es que los aislantes son materiales que presentan gran resistencia a que las cargas que lo forman se desplacen y los conductores tienen cargas libres y que pueden moverse con facilidad.

2. Explique los niveles de energía

Existen diversas maneras de darle energía a un electrón,por:
Energía Térmica.
Energía Luminosa (fotón E = h x f).
Campo Eléctrico.
etc...
Si se le da energía a un electrón para que pase de E1 a E2, este electrón puede pasar de una órbita a otra.

Ese electrón vuelve enseguida, al volver tiene que ceder o soltar la energía. Puede hacerlo de 2 formas:
Al volver sale un fotón de luz:
E2 - E1 = h x f
        Una aplicación de esta característica seve en los Diodos Led, que dependiendo de las energías tendrán diferentes colores, y también pueden soltar fotones invisibles a frecuencias en las que la vista no puede captarlas.
También se suelta energía en forma de calor, energía térmica (calentamiento del diodo).
 Las energías las representaremos gráficamente de esta manera:

Hasta ahora hemos visto un átomo aislado, pero en un cristaltenemos que aplicar el "Principio de Exclusión de Pauli":
"En un sistema electrónico no puede haber 2 electrones con los mismos números cuánticos".
Esto es, que no puede haber 2 electrones con la misma energía.

3. Estructura cristalina de un semiconductor
Si nos fijamos con detenimiento, en estos gráficos existe siempre una fracción de los mismos que se repite. Asimismo,los cristales, átomos, iones o moléculas se empaquetan y dan lugar a motivos que se repiten del orden de 1 Ángstrom = 10-8 cm; a esta repetitividad, en tres dimensiones, la denominamos red cristalina. El conjunto que se repite, por translación ordenada, genera toda la red (todo el cristal) y la denominamos unidad elemental o celda unidad.
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Estructura de un cristal de cloruro de sodio, untípico ejemplo de un compuesto iónico. Las esferas púrpuras son cationes de sodio, y las esferas verdes son aniones de cloruro.
4. Modificación de una estructura cristalina

Materiales semiconductores intrínsecos
Es un semiconductor puro. A temperatura ambiente se comporta como un aislante porque solo tiene unos pocos electrones libres y huecos debidos a la energía térmica.
En un semiconductorintrínseco también hay flujos de electrones y huecos, aunque la corriente total resultante sea cero. Esto se debe a que por acción de la energía térmica se producen los electrones libres y los huecos por pares, por lo tanto hay tantos electrones libres como huecos con lo que la corriente total es cero.
La tensión aplicada en la figura forzará a los electrones libres a circular hacia la derecha (delterminal negativo de la pila al positivo) y a los huecos hacia la izquierda.
Materiales semiconductores extrincitos
Son los semiconductores que están dopados, esto es que tienen impurezas. Hay 2 tipos dependiendo de qué tipo de impurezas tengan:
Semiconductor tipo n
Es el que está impurificado con impurezas "Donadoras", que son impurezas pentavalentes. Como los electrones superan a...