Dopado de semiconductores

Dopado de semiconductores
La presencia de cantidades pequeñas de átomos impuros influye en la conductividad eléctrica de un semiconductor. Al proceso de añadir cantidades controladas de átomosimpuros a un material se le conoce como dopado. Considere lo que ocurre cuando unos cuantos átomos de fósforo (conocidos como dopantes) reemplazan a átomos de silicio en un cristal de silicio. El fósforotiene cinco electrones de valencia; el silicio sólo tiene cuatro. Por lo tanto, los electrones adicionales que vienen con los átomos de fósforo son forzados a ocupar la banda de conducción, debido aque la banda de valencia ya está completamente llena. El material resultante se conoce como semicoductor de tipo n, donde la "n" significa que el número de electrones con carga negativa en la banda deconducción ha aumentado. Estos electrones adicionales pueden moverse con bastante facilidad en la banda de conducción. Entonces, tan sólo algunas partes por millón (ppm) de fósforo en el silicio puedeaumentar la conductividad intrínseca del silicio en un factor de un millón. El enorme cambio en la conductividad en respuesta a la adición de una cantidad mínima de un dopante significa que debetenerse mucho cuidado para controlar las impurezas de los semiconductores. Más adelante retomaremos este tema.
También es posible dopar semiconductores con átomos que tienen menos electrones de valenciaque el material semiconductor. Considere lo que ocurre cuando algunos átomos de aluminio, del grupo 3A, reemplazan átomos de silicio en un cristal de silicio. El aluminio sólo tiene tres electrones devalencia comparado con los cuatro del silicio. Entonces, hay vacíos de electrones, conocidos como huecos, en la banda de valencia cuando el silicio es dopado con aluminio. Debido a que el electrón concarga negativa no está ahí, podemos considerar que el hueco tiene carga positiva. Cuando un electrón adyacente salta hacia el hueco, el electrón deja atrás un nuevo hueco. Por lo tanto, el hueco...