Semiconductores

SEM ICONDUCTORES
1. Elementos semiconductores
Los semiconductores son elementos los cuales permiten una circulación menor de
corriente eléctrica a la de una conductor pero de una manera mucho más eficiente
a la de un aislante debido a que posee una resistencia relativamente baja. Los
semiconductores fueron utilizados con fines técnicos a finales del siglo XX en
pequeños diodos en antiguosradiorreceptores.
Los semiconductores poseen en su última capa de su estructura atómica desde
dos hasta cinco electrones dependiendo de qué elemento se trata.
El silicio (Si) es el elemento más abundante que se encuentra en la tierra luego del
oxigeno y por ende es el semiconductor más usado en las industria junto al
germanio (Ge), donde gracias a su equilibrio eléctrico que proporcionan suestructura molecular en su estado puro no permiten ceder ni captar electrones.

Estructura atómica Silicio

Estructura atómica Germanio

Los átomos de los elementos semiconductores al unirse forman enlaces
covalentes y estos se pueden comportar como un material aislante debido a que
estos no permiten que la corriente eléctrica fluya a través de sus cuerpos.
En la tabla # 1 se muestra loselementos semiconductores pertenecientes a los
elementos de la tabla periódica:

Tabla # 1

Incremento

de

la

conductividad

en

un

elemento

semiconductor

La mayor o menor conductividad eléctrica que pueden presentar los materiales
semiconductores depende en gran medida de su temperatura interna. En el caso
de los metales, a medida que la temperatura aumenta, laresistencia al paso de la
corriente también aumenta, disminuyendo la conductividad. Todo lo contrario
ocurre con los elementos semiconductores, pues mientras su temperatura
aumenta,
la
conductividad
también
aumenta.
La conductividad de un elemento semiconductor se puede variar aplicando uno de
los siguientes métodos:
 Elevación de su temperatura
 Introducción de impurezas (dopaje) dentro desu estructura cristalina
 Incrementando la iluminación.

Semiconductores P y N
Para poder obtener una mejora en la conductividad eléctrica de los
semiconductores, se puede utilizar impurezas añadidas voluntariamente, a este
proceso se lo denomina “dopado”.




Impurezas trivalentes: Elementos cuyos átomos poseen tres electrones de
valencia en su exterior. (Fósforo, arsénico,antimonio).
Impurezas pentavalentes: Elementos cuyos átomos tienen cinco electrones
de valencia en su orbital exterior. (Boro, indio, galio).

Cuando un elemento con cinco electrones forma un enlace con el silicio, se
completan cuatro electrones quedando libre un electrón que lo hace mejor
conductor y se a este semiconductor se lo conoce de tipo N.

En cambio si un elemento de tres electronesforma un enlace con el silicio,
provoca que un electrón del silicio quede libre, y a este semiconductor se le
conoce como tipo P.

2. Principio de funcionamiento del diodo semiconductor
El diodo ideal es un componente que permite la circulación de corriente entre sus
terminales en un sentido determinado, mientras que si la corriente circula en el
sentido contrario bloquea a la corriente. Enla fig. 1 muestra el símbolo y la curva
característica tensión-intensidad del funcionamiento del diodo ideal. El sentido
permitido para la corriente es de ánodo (a) a cátodo (k).

FIG. 1
En los circuitos de la fig.2 se ejemplifica el funcionamiento de un diodo ideal, si la
corriente entra por el ánodo de la fig. 1 el diodo permite el paso de corriente
eléctrica y en cambio si la corrienteentra por el cátodo el diodo anula el flujo de la
corriente eléctrica.

FIG. 2
Para construir un diodo se toma un material tipo P y un material tipo N, colocarlos
juntos para formar una unión. Los diodos prácticos se construyen con una sola
pieza de material semiconductor, en la que un lado posee el un material y el otro

lado el otro material. Los materiales más utilizados en la...