661708759 CapI_ElectronicaI
Páginas: 6 (1474 palabras)
Publicado: 10 de noviembre de 2015
ELECTRONICA ANALOGICA I
Capitulo 1: Semiconductores
Ing. Bremnen Véliz Noboa, Msc.
Faculta de Sistemas y Telecomunicaciones
Universidad Estatal Península de Santa
Elena
semiconductores
MATERIALES SEMICONDUTORES
En terminos de la resistividad a temperatura ambiente:
Los buenos conductores, como el cobre, es del orden de 10-6 Ω.m
Los buenos aisltantes superan los 1012 Ω.m
Los semiconducoresocupan el intervalo limitado por los valores anteriores.
Atomo de Silicio
semiconductores
NIVELES DE ENERGÍA
semiconductores
ESTRUCTURA DE SEMICONDUCTORES
Semiconductor amorfo.- cuando sus átomos no siguen un ordenamiento espacial mas allá
de unos pocos átomos
Semiconductor cristalino o monocristalina.- cuando sus átomos estas perfectamente
ordenados siguiendo una estructura basicatridimensional que se repite indefinidamente.
Semiconductor policristalino.- cuando esta compuesto por subseciones cristalinas, es
decir aglomeraciones de granos cristalinos.
semiconductores
ESTRUCTURA CRISTALINA
Cada átomo de Si esta unido a cuatro átomos vecinos mediante
enlaces
cuatro covalentes (Una unión de átomos fortalecida por el
compartimiento de electrones )
La repetición de estaestructura conduce ala celda cristalina básica (b).
La longitud de una arista es llamada constante de red cristalina y
para el silicio vale 5.43 angstroms.
En el cristal e silicio hay 5 5·1022 átomos por cm3
Modelos de enlaces: representación bidimensional de la estructura
cristalina tridimensional. Los círculos pequeños externos a los
círculos grandes representan los electrones de valencia (4). Cadapar
de electrones comparten una enlace covalente.
Si en aquella estructura se aplica un campa eléctrico no ha de circular
corriente, donde todas las cargas eléctricas están ligadas.
Los portadores de corriente son cargas que se pueden mover por
acción del campo eléctrico aplicado.
semiconductores
PORTADORES DE CORRIENTE: ELECTRONES LIBRES Y HUECOS
Si un electrón captura un quantum de energíapuede
romper el enlace, convirtiéndose en un electrón
libre:
portador de corriente de carga –q
(q = carga del electrón = 1,6·10-19 culombs)
El enlace roto se mueve por el cristal de la misma manera
que lo haría una carga positiva + q: portador de corriente
positivo. (imagen similar a la de una burbuja dentro de
un líquido)
Magnitudes fundamentales en semiconductores:
n = concentración de electroneslibres = nº electrones
por centímetro cúbico
p = concentración de huecos = nº de huecos por
centímetro cúbico
semiconductores
BANDAS DE ENERGIA DE UN SEMICONDUCTOR
Los electrones en el semiconductor sólo pueden tener unos determinados niveles de energía, al igual que sucede en el modelo atómico. Estos nivel
de energía permitidos agrupan en unos intervalos llamados bandas de energía permitidas:Banda de conducción: intervalo de energías por sobre de Ec . Son las que tienen los electrones libres que han roto el enlace.
Banda de valencia: intervalo de energías por sobre de Ev. Son les energías que tienen los electrones de valencia en los enlaces.
Banda prohibida: intervalo de energías entre Eci Ev. Ningún electrón puede estar en la banda prohibida. Su anchura es Eg = Ec-Ev. (Eg tambiénse
conoce como energía del “gap”).
Rotura de un enlace: un electrón de valencia de energía Ei captura un quantum de valor EQ, rompe el enlace saltando al valor Ef de la banda de
conducción. Si EQ es inferior a Eg ningún electrón puede romper el enlace ya que no pueden hacer la transición de la banda de valencia a la de
transición.
Cuando el electrón ha roto el enlace, y es
un electrón libre en labanda de
conducción con energía Ef tiene una
energia cinètica de valor
Ef-Ec. En el su movimiento dentro del
semiconductor colisiona con átomos y
otros electrones y pierde energía,
terminando
cerca el
dehueco
Ec. tiene una energia
De forma similar
cinètica de valor Ev-Ei, perd energia per
col·lisions i acaba a prop de Ev.
semiconductores
SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO
Semiconductor intrínseco:...
Capitulo 1: Semiconductores
Ing. Bremnen Véliz Noboa, Msc.
Faculta de Sistemas y Telecomunicaciones
Universidad Estatal Península de Santa
Elena
semiconductores
MATERIALES SEMICONDUTORES
En terminos de la resistividad a temperatura ambiente:
Los buenos conductores, como el cobre, es del orden de 10-6 Ω.m
Los buenos aisltantes superan los 1012 Ω.m
Los semiconducoresocupan el intervalo limitado por los valores anteriores.
Atomo de Silicio
semiconductores
NIVELES DE ENERGÍA
semiconductores
ESTRUCTURA DE SEMICONDUCTORES
Semiconductor amorfo.- cuando sus átomos no siguen un ordenamiento espacial mas allá
de unos pocos átomos
Semiconductor cristalino o monocristalina.- cuando sus átomos estas perfectamente
ordenados siguiendo una estructura basicatridimensional que se repite indefinidamente.
Semiconductor policristalino.- cuando esta compuesto por subseciones cristalinas, es
decir aglomeraciones de granos cristalinos.
semiconductores
ESTRUCTURA CRISTALINA
Cada átomo de Si esta unido a cuatro átomos vecinos mediante
enlaces
cuatro covalentes (Una unión de átomos fortalecida por el
compartimiento de electrones )
La repetición de estaestructura conduce ala celda cristalina básica (b).
La longitud de una arista es llamada constante de red cristalina y
para el silicio vale 5.43 angstroms.
En el cristal e silicio hay 5 5·1022 átomos por cm3
Modelos de enlaces: representación bidimensional de la estructura
cristalina tridimensional. Los círculos pequeños externos a los
círculos grandes representan los electrones de valencia (4). Cadapar
de electrones comparten una enlace covalente.
Si en aquella estructura se aplica un campa eléctrico no ha de circular
corriente, donde todas las cargas eléctricas están ligadas.
Los portadores de corriente son cargas que se pueden mover por
acción del campo eléctrico aplicado.
semiconductores
PORTADORES DE CORRIENTE: ELECTRONES LIBRES Y HUECOS
Si un electrón captura un quantum de energíapuede
romper el enlace, convirtiéndose en un electrón
libre:
portador de corriente de carga –q
(q = carga del electrón = 1,6·10-19 culombs)
El enlace roto se mueve por el cristal de la misma manera
que lo haría una carga positiva + q: portador de corriente
positivo. (imagen similar a la de una burbuja dentro de
un líquido)
Magnitudes fundamentales en semiconductores:
n = concentración de electroneslibres = nº electrones
por centímetro cúbico
p = concentración de huecos = nº de huecos por
centímetro cúbico
semiconductores
BANDAS DE ENERGIA DE UN SEMICONDUCTOR
Los electrones en el semiconductor sólo pueden tener unos determinados niveles de energía, al igual que sucede en el modelo atómico. Estos nivel
de energía permitidos agrupan en unos intervalos llamados bandas de energía permitidas:Banda de conducción: intervalo de energías por sobre de Ec . Son las que tienen los electrones libres que han roto el enlace.
Banda de valencia: intervalo de energías por sobre de Ev. Son les energías que tienen los electrones de valencia en los enlaces.
Banda prohibida: intervalo de energías entre Eci Ev. Ningún electrón puede estar en la banda prohibida. Su anchura es Eg = Ec-Ev. (Eg tambiénse
conoce como energía del “gap”).
Rotura de un enlace: un electrón de valencia de energía Ei captura un quantum de valor EQ, rompe el enlace saltando al valor Ef de la banda de
conducción. Si EQ es inferior a Eg ningún electrón puede romper el enlace ya que no pueden hacer la transición de la banda de valencia a la de
transición.
Cuando el electrón ha roto el enlace, y es
un electrón libre en labanda de
conducción con energía Ef tiene una
energia cinètica de valor
Ef-Ec. En el su movimiento dentro del
semiconductor colisiona con átomos y
otros electrones y pierde energía,
terminando
cerca el
dehueco
Ec. tiene una energia
De forma similar
cinètica de valor Ev-Ei, perd energia per
col·lisions i acaba a prop de Ev.
semiconductores
SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO
Semiconductor intrínseco:...
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