Fisica Iv Semiconductores

Tecnológico de Estudios Superiores de Cuautitlán Izcalli Organismo Público Descentralizado del Estado de México DIRECCIÓN ACADÉMICA DIVISIÓN DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA ASIGNATURA: PROFESOR: RESUMEN UNIDAD I y U2 BLANCA GISELA DE LA PEÑA VALENCIA SEMESTRE: 2011-1

De acuerdo con el modelo clásico de Bohr, el átomo tiene una estructura tipo planetaria con los electrones en órbita a variasdistancias alrededor del núcleo central. El núcleo de de un átomo se compone de protones y neutrones. Los protones tienen una carga positiva y los neutrones no tienen carga. El número de protones es el número atómico del átomo. Los electrones tienen una carga negativa y giran alrededor del núcleo a distancias que dependen de su nivel de energía. Un átomo tiene bandas discretas de energía llamadas capas enlas cuales orbitan los electrones. La estructura atómica permite un cierto número máximo de electrones en cada capa definido por la ecuación Ne = 2n2, siendo n el número de la capa. En su estado natural, todos los átomos son neutros porque tienen igual número de protones y electrones. La capa o banda más externa de un átomo se llama capa de valencia y los electrones que orbitan en esta banda sellaman electrones de valencia. Estos electrones tienen el más alto nivel de energía de todos aquellos presentes en el átomo. Si un electrón de valencia adquiere suficiente energía de una fuente externa, tal como calor, puede saltar de la banda de valencia y escaparse del átomo. El electrón libre existirá en la capa de conducción. La diferencia de energía entre la banda de energía y la banda deconducción se llama banda prohibida. Ésta es la cantidad de energía que un electrón de valencia debe tener para saltar de la banda de valencia a la banda de conducción (1.1 eV para el silicio, 0.67 eV para el germanio y 1.43 eV arseniuro de galio). Los materiales aislantes tienen muy pocos electrones libres y no conducen corriente en absoluto en circunstancias normales. Los materiales que sonconductores tienen muy pocos electrones libres y conducen corriente muy bien. Los materiales semiconductores se encuentran entre los conductores y los aislantes en cuanto a su capacidad para conducir corriente. Los átomos de los materiales semiconductores tienen cuatro átomos de valencia. El silicio es el material semiconductor más ampliamente utilizado. El término intrínseco se aplica a cualquiermaterial 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 tecnología actual. Los materiales semiconductores tienen un coeficiente de temperatura negativo ya que presentan un nivel incrementado de conductividad con la aplicación de calor.

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Tecnológico de Estudios Superiores de Cuautitlán Izcalli Organismo Público Descentralizado del Estado de México DIRECCIÓN ACADÉMICA Los átomos delos materiales semiconductores están enlazados en una configuración simétrica para formar un material sólido llamado cristal. Los enlaces que mantienen unido a un cristal se llaman enlaces covalentes y se refuerza por compartir electrones. Los electrones de valencia que logran escaparse de un átomo padre se llaman electrones de conducción o electrones libres. Tienen más energía que los electronespresentes en la banda de valencia y están libres para andar a la deriva por todo el material. Cuando un electrón se escapa y se libera, deja un hueco en la banda de valencia que crea lo que se llama par pares electrón-hueco. Estos pares electrón-hueco son térmicamente producidos porque el electrón ha adquirido suficiente energía de una fuente calorífica externa para escaparse de su átomo. A la...