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Semiconductor
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Un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como aislante[->0] dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tablaperiódica[->1] se indican en la tabla adjunta.
Elemento|Grupos|Electrones enla última capa|
Cd[->2]|12|2 e-|
Al[->3], Ga[->4], B[->5], In[->6]|13|3 e-|
Si[->7], C[->8], Ge[->9]|14|4 e-|
P[->10], As[->11], Sb[->12]|15|5 e-|
Se[->13], Te[->14], (S[->15])|16|6 e-|
El elemento semiconductor más usado es el silicio[->16], el segundo el germanio[->17], aunque idéntico comportamiento presentan lascombinaciones de elementos de los grupos 12 y 13 con los de los grupos 14 y 15 respectivamente (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). Posteriormente se ha comenzado a emplear también el azufre[->18]. La característica común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica[->19] s²p².
Contenido[ocultar] · 1 Tipos de semiconductores · 1.1 Semiconductoresintrínsecos 1.2 Semiconductores extrínsecos · 1.2.1 Semiconductor tipo N 1.2.2 Semiconductor tipo P· 2 Véase también 3 Enlaces externos 4 Semiconductores y electrónica|
[editar] Tipos de semiconductores
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[editar] Semiconductores intrínsecos
Es un cristal de Silicio[->22] o Germanio[->23] que forma una estructura tetraédrica[->24] similar a la del carbono[->25] medianteenlaces covalentes[->26] entre sus átomos, en la figura representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente algunos electrones pueden absorber la energía necesaria para saltar a la banda de conducción[->27] dejando el correspondiente hueco[->28] en la banda de valencia[->29] (1). Las energías requeridas, a temperatura ambiente, son de 0,7 eV y 0,3 eV parael silicio[->30] y el germanio[->31] respectivamente.
Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los electrones pueden caer, desde el estado energético correspondiente a la banda de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este fenómeno se le denomina recombinación. Sucede que, a una determinada temperatura, las velocidades de creación de pares e-h, yde recombinación se igualan, de modo que la concentración global de electrones y huecos permanece invariable. Siendo "n" la concentración de electrones (cargas negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas), se cumple que:
ni = n = p
siendo ni la concentración intrínseca del semiconductor, función exclusiva de la temperatura y del tipo de elemento.
Ejemplos de valores de ni atemperatura ambiente (25ºc):
ni(Si) = 1.5 1010cm-3
ni(Ge) = 2.5 1013cm-3
Los electrones y los huecos reciben el nombre de portadores. En los semiconductores, ambos tipos de portadores contribuyen al paso de la corriente eléctrica. Si se somete el cristal a una diferencia de potencial se producen dos corrientes eléctricas. Por un lado la debida al movimiento de los electrones libres de la banda deconducción, y por otro, la debida al desplazamiento de los electrones en la banda de valencia, que tenderán a saltar a los huecos próximos (2), originando una corriente de huecos con 4 capas ideales y en la dirección contraria al campo eléctrico cuya velocidad y magnitud es muy inferior a la de la banda de conducción.
[editar] Semiconductores extrínsecos
Si a un semiconductor intrínseco, como elanterior, se le añade un pequeño porcentaje de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el semiconductor se denomina extrínseco, y se dice que está dopado[->32]. Evidentemente, las impurezas deberán formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente átomo de silicio. Hoy en dia se han logrado añadir impurezas de una parte por cada 10 millones, logrando con...