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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

APLICACIONES DE LOS SEMICONDUCTORES EN LA INDUSTRIA ELECTRONICA

FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS
ESCUELA DE INGENIERIA QUÍMICA
CURSO: QUÍMICA INORGANICA
ALUMNA: BORJA MÁLAGA MARY ESTEFANY
CUI: 20103666
DOCENTE: ING. PAULINO ZEGARRA
AÑO: SEGUNDO
SEMESTRE III

AREQUIPA-PERÚ
2011

Semiconductor
Un semiconductor es una sustancia que se comportacomo conductor o como 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. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla adjunta.
Elemento | Grupo | Electrones en
la última capa |
Cd | II B | 2 e- |
Al, Ga, B, In | III A| 3 e- |
Si, C, Ge | IV A | 4 e- |
P, As, Sb | V A | 5 e- |
Se, Te, (S) | VI A | 6 e- |
El elemento semiconductor más usado es el silicio, el segundo el germanio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos II y III con los de los grupos VI y V respectivamente (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). Posteriormente se ha comenzado a emplear tambiénel azufre. La característica común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p².
Tipos de semiconductores
Semiconductores intrínsecos: Es un cristal de silicio o Germanio que forma una estructura tetraédrica similar a la del carbonomediante enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristalse encuentra a temperatura ambiente algunos electrones pueden absorber la energía necesaria para saltar a la banda de conducción dejando el correspondientehueco en la banda de valencia (1). Las energías requeridas, a temperatura ambiente, son de 0,7 eV y 0,3 eV para el silicio y el germanio respectivamente.
Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los electrones pueden caer,desde el estado energético correspondiente a la banda de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este fenómeno se le denomina recombinación. Sucede que, a una determinada temperatura, las velocidades de creación de pares e-h, y de recombinación se igualan, de modo que la concentración global de electrones y huecos permanece invariable. Siendo "n" la concentración deelectrones (cargas negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas), se cumple que:
ni = n = p
siendo ni la concentración intrínseca del semiconductor, función exclusiva de la temperatura. Si se somete el cristal a una diferencia de potencial se producen dos corrientes eléctricas. Por un lado la debida al movimiento de los electrones libres de la banda de conducción, y por otro, ladebida al desplazamiento de los electrones en la banda de valencia, que tenderán a saltar a los huecos próximos (2), originando una corriente de huecos con 4 capas ideales y en la dirección contraria al campo eléctrico cuya velocidad y magnitud es muy inferior a la de la banda de conducción.
Semiconductores extrínsecos: Si a un semiconductor intrínseco, como el anterior, se le añade un pequeñoporcentaje de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el semiconductor se denomina extrínseco, y se dice que está dopado. Evidentemente, las impurezas deberán formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente átomo de silicio. Hoy en dia se han logrado añadir impurezas de una parte por cada 10 millones, logrando con ello una modificación del material.Semiconductor tipo N: Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso negativos o electrones).Cuando se añade el material dopante aporta sus electrones más débilmente vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de agente dopante es también...
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