Electr Nica I Parte 1

Electrónica I
Unidad I
Física de Semiconductores
1.1 Teoría de los semiconductores
1.2 Conducción Eléctrica
1.3 Unión P-N y características asociadas

Física de Semiconductores.
Conductor

Los distintos materiales que
existen se pueden clasificar
de
acuerdo
a
su
conductividad eléctrica, esto
se debe a la capacidad de
poseer electrones libres.

Semiconductor

Aislante

Física desemiconductores
•
Conductor: son elementos capaces de conducir la electricidad
cuando son sometidos a una diferencia de potencial eléctrico más común
en los metales.
•
Semiconductor: en una sustancia que se comporta como
conductor o como aislante dependiendo del campo eléctrico.
•

Aislante: es un material que escasa conductividad eléctrica.

Física de semiconductores.
Los electrones se combinan con protones y(generalmente) con neutrones
para crear átomos.
Los electrones tienen una carga eléctrica negativa. Por esto se dice que
un electrón tiene una carga de -1. Los protones tienen una carga del
mismo valor, pero con polaridad opuesta, es decir +1.

Física de los Semiconductores
Un átomo tiende a llenar su capa exterior con 8 electrones
de valencia.
•Los átomos con 5 o más electrones de valenciason
buenos aislantes.
•Los átomos menos de 4 electrones de valencia son
buenos conductores.
•Los semiconductores tienen capaz semillenas y no
son buenos aislantes ni buenos conductores.

Materiales Semiconductores: Ge, Si y
GaAs
Los semiconductores son una clase especial de elementos cuya
conductividad se encuentra entre la de un buen conductor y la de
un aislante.
Los materiales semiconductorescaen dentro de una de dos clases:
de un solo cristal y compuesto.
Los tres semiconductores más frecuentemente utilizados en la
construcción de dispositivos electrónicos son:
• Germanio
Ge
• Silicio
Si
• Arseniuro de Galio GaAs.

Modelo de Bohr
Todo átomo de compone de tres partículas básicas: electrón, protón
y neutrón. En la estructura entrelazada, los neutrones y los protones
forman el núcleo;los electrones aparecen en órbitas fijas alrededor
de este.

Modelo de Bohr.

Enlace Covalente
En un cristal de Silicio o Germanio puros, los cuatro electrones
de valencia de un átomo forman un arreglo de enlace con cuatro
átomos adyacentes. Este enlace de átomos, reforzado por
compartir electrones, se llama enlace covalente.

Enlace covalente del átomo de silicio

Enlace covalente del crista delGaAs

Material Intrínseco.
El término intrínseco se aplica a cualquier material semiconductor
que haya sido cuidadosamente refinado para reducir el número de
impurezas a un nivel muy bajo; en esencia, lo más puro posible
que se pueda fabricar utilizando la tecnología actual.
Los electrones libres presentes en un material debido solo a causas
externas se conocen como portadores intrínsecos.Semiconductor

Portadores Intrínsecos
(por centímetro cúbico)

GaAs
Si
Ge
Portadores Intrínsecos

Niveles de Energía
Cuando más alejado está un electrón de núcleo, mayor es su estado
de energía y cualquier electrón que haya abandonado a su átomo
padre tiene un estado de energía mayor que todo electrón que
permanezca en la estructura atómica.

Niveles de energía: Niveles discretos en estructurasatómicas aisladas

Diagramas de la banda de Energía
Los diagramas de energía nos indican que tan fácil o difícil es
liberar un electrón para iniciar la conducción eléctrica.

Niveles de energía: bandas de conducción y valencia de un aislante,
semiconductor y un conductor

Los distintos materiales que existen se pueden clasificar de acuerdo a su
conductividad eléctrica, esto se debe a la capacidad deposeer electrones
libres.

Electrón- Hueco.
El hecho de que existan portadores de carga positivos en la banda de
valencia (los huecos; es la falta de un electrón en un semiconductor)
y portadores de carga negativos en la banda de conducción (los
electrones), da lugar a dos tipos de corrientes que tenemos que saber
diferenciar.

Conducción eléctrica
En el proceso de conducción eléctrica de un...