Teoría del semiconductor

1. Tema: TEORÍA DEL SEMICONDUCTOR
2. Desarrollo:
Definición:
Un semiconductor es un elemento material cuya conductividad eléctrica puede considerarse situada entre las de un aislante y la de un conductor, considerados en orden creciente
Materiales:
Los semiconductores más conocidos son el siliceo (Si) y el germanio (Ge). Debido a que, como veremos más adelante, el comportamiento del siliceoes más estable que el germanio frente a todas las perturbaciones exteriores que pueden variar su respuesta normal, será el primero (Si) el elemento semiconductor más utilizado en la fabricación de los componentes electrónicos de estado solido. A él nos referiremos normalmente, teniendo en cuenta que el proceso del germanio es absolutamente similar.
Como todos los demás, el átomo de silicio tienetantas cargas positivas en el núcleo, como electrones en las órbitas que le rodean. (En el caso del silicio este número es de 14). El interés del semiconductor se centra en su capacidad de dar lugar a la aparición de una corriente, es decir, que haya un movimiento de electrones. Como es de todos conocidos, un electrón se siente más ligado al núcleo cuanto mayor sea su cercanía entre ambos. Portanto los electrones que tienen menor fuerza de atracción por parte del núcleo y pueden ser liberados de la misma, son los electrones que se encuentran en las órbitas exteriores. Estos electrones pueden, según lo dicho anteriormente, quedar libres al inyectarles una pequeña energía.


La zona sombreada de la figura 2 representa de una manera simplificada a la zona sombreada de la figura 1. Comose puede apreciar en la figura, los electrones factibles de ser liberados de la fuerza de atracción del núcleo son cuatro. Tipos de semiconductores.
Tipos de conductores:
SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO
Cuando el silicio se encuentra formado por átomos del tipo explicado en el apartado anterior, se dice que se encuentra en estado puro o más usualmente que es un semiconductor intrínseco
Una barra desilicio puro está formada por un conjunto de átomos en lazados unos con otros según una determinada estructura geométrica que se conoce como red cristalina
El átomo siempre tendrá la tendencia a estar en su estado normal, con todas sus cargas, por lo tanto en nuestro caso, intentará atraer un electrón de otro átomo para rellenar el hueco que tiene.
Toda inyección de energía exterior produce puesun proceso continuo que podemos concretar en dos puntos:
• Electrones que se quedan libres y se desplazan de un átomo a otro a lo largo de la barra del material semiconductor de silicio.
• Aparición y desaparición de huecos en los diversos átomos del semiconductor.
SEMICONDUCTOR DOPADO
Si aplicamos una tensión al cristal de silicio, el positivo de la pila intentará atraer los electrones y elnegativo los huecos favoreciendo así la aparición de una corriente a través del circuito

Sentido del movimiento de un electrón y un hueco en el silicio
Ahora bien, esta corriente que aparece es de muy pequeño valor, pues son pocos los electrones que podemos arrancar de los enlaces entre los átomos de silicio. Para aumentar el valor de dicha corriente tenemos dos posiblidades:
• Aplicar unatensión de valor superior
• Introducir previamente en el semiconductor electrones o huecos desde el exterior
El dopaje consiste en sustituir algunos átomos de silicio por átomos de otros elementos. A estos últimos se les conoce con el nombre de impurezas. Dependiendo del tipo de impureza con el que se dope al semiconductor puro o intrínseco aparecen dos clases de semiconductores.
• Semiconductortipo P
• Semiconductor tipo N
SEMICONDUCTOR TIPO N

Semiconductor dopado tipo N
A esta red de silicio "dopado" con esta clase de impurezas se le denomina "Silicio tipo N"
En esta situación hay mayor número de electrones que de huecos. Por ello a estos últimos se les denomina "portadores minoritarios" y "portadores mayoritarios" a los electrones
Las Impurezas tipo N más utilizadas en el...