Fundamentos de Semiconductores

Fundamentos de semiconductores

Unidad 1 – Introducción a los semiconductores

UNIDAD 1 – INTRODUCCIÓN A LOS SEMICONDUCTORES

OBJETIVO DE LA UNIDAD
Al finalizar esta unidad, usted será capaz de describir un semiconductor, identificar dispositivos
semiconductores y demostrar su operación utilizando el tablero de circuitos DISPOSITIVOS
SEMICONDUCTORES (SEMICONDUCTOR DEVICES).
FUNDAMENTOSDE LA UNIDAD
Los diodos, transistores, circuitos integrados y otros dispositivos llamados "de estado sólido"
están fabricados de un material semiconductor, generalmente silicio o germanio. A temperatura
ambiente, los cristales puros de germanio y silicio no son buenos conductores, ni buenos
aisladores. Por este motivo son llamados semiconductores.

Al introducir impurezas en un cristalsemiconductor, a través de un proceso de dopado, se
reduce la resistencia eléctrica. Un material semiconductor dopado con impurezas que contienen
exceso de electrones, es llamado material tipo N (negativo). Si las impurezas tienen pocos
electrones en el anillo de valencia, el semiconductor dopado es llamado material tipo P
(positivo). Los electrones libres (FREE ELECTRON) son portadoresmayoritariosen un
material tipo N y las cargas positivas, llamadas huecos (HOLE) son portadores mayoritarios en
un material tipo P.

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Unidad 1 – Introducción a los semiconductores

Dopando áreas adyacentes a los semiconductores de cristal con impurezas de tipo N y P,
respectivamente forman una unión PN (PN CONJUCTION). En un área cerrada de la unión,
algunoselectrones se trasladan al material P y algunos de carga positiva se trasladan al material
N. Debido a que las cargas que se trasladan tienden a neutralizarse unas con otras, se crea una
zona o región de deplexión (DEPLETION REGION).
El tablero de circuitos DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES tiene ocho bloques de circuitos.
Cada bloque de circuito consta de una composición de diodos y/o transistores,que le permiten
aprender como funciona un semiconductor en una aplicación práctica. Esta unidad lo introduce
en la teoría de semiconductores y los circuitos prácticos que están incluidos en el tablero de
circuitos DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES. Las siguientes unidades están dedicadas a
cada uno de los ocho circuitos y a la localización de fallas en los circuitos semiconductores.

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Unidad 1 – Introducción a los semiconductores

NUEVOS TÉRMINOS Y PALABRAS
anillo de valencia (valence ring) - son los electrones más exteriores alrededor del núcleo de un
átomo. Estos electrones interactúan con los electrones de valencia de la vecindad y son la
principal influencia en las características eléctricas del elemento.
Ánodo (anode) - es la región del diododopada con material tipo P (Positivo).
base - es la región central de un transistor, ubicada entre el emisor y colector. La base siempre
está dopada con un material de polaridad opuesta al material con que se han adoptado el emisor y
colector. Generalmente es muy delgada.
Cátodo (cathode) - región del diodo dopada con material tipo N (negativo).
Colector (collector) - es una región ubicada enuno de los extremos del transistor. Físicamente es
el área más grande, debido a que es la región donde se disipa la mayor cantidad de potencia.
diodos - dispositivo semiconductor que consta de material tipo P y un tipo N.
diodo emisor de luz (LED, light-emitting diode) - es un diodo construido para liberar energía en
forma de luz, cuando se hace circular una corriente eléctrica. Los materialesutilizados en la
construcción del LED, determinan el color y brillo de la luz.
Dopado (doping) -es el proceso de introducción deliberada de un tipo específico de impureza
dentro de una base de material de alta pureza. El dopado se logra a través de diferentes procesos,
pero siempre es cuidadosamente controlado para producir semiconductores con propiedades
específicas.
electrones libres...