Semiconductores

SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS Y EXTRÍNSECOS

Fig. 1 Esquema de bandas de un semiconductor puro o extrínseco. De ser proporcionada la energía suficiente, un electrón de la banda de valencia,específicamente ubicado en un par electrónico del enlace covalente, podrá superar a apertura de energía E y quedar libre, pasando a la banda de conducción. Habrá dos mecanismos de conductividad: por electroneslibres y por los huecos positivos.

Fig. 2 Mecanismo de conductividad por huecos positivos en un semiconductor puro, bajo la acción de un campo eléctrico.

SEMICONDUCTIVIDAD EXTRÍNSECA
Lossemiconductores extrínsecos o dopados son los que se usan en tecnología de semiconductores basados en Ge y Si. Su mecanismo de conducción es diferente de aquel de los semiconductores puros o intrínsecos.Los átomos de impurezas controladas que se usan para dopar, en ppm, forman soluciones sólidas de sustitución en el Si o Ge de estructura diamante. El Si, como conductor extrínseco presenta una aperturade 1,1 eV para que sus electrones de valencia, formando parte de los enlaces, puedan pasar a la banda de conducción como electrones libres, ver Figuras 5.19 y 5.23. El mecanismo de conducción de lossemiconductores extrínsecos tiene asociadas energías de conducción relacionadas con la energía para ionizar la impureza respectiva en el sólido, ver Figura 5.23; estas energía son inferiores a 0,07eV. Semiconductores extrínsecos tipo p. En el caso de dopar Si o Ge con un elemento de valencia 3 (p.e.: B, Al, Ga), el átomo de impureza en la estructura diamante, por faltarle un electrón respecto delos 4 requeridos, no puede completar sus 4 enlaces covalentes próximos. De esta manera, mientras no se aplique un campo suficientemente elevado, al átomo de impureza queda asociada una vacanciaelectrónica o hueco positivo. Energéticamente, tal vacancia electrónica queda situada en un nivel llamado aceptor, el cual está algo más arriba del nivel de Fermi, ver Figuras 5.23 y 5.25. Nótese que el...