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UNIDAD I
1.1 MATERIALES SEMICONDUCTORES.
Los semiconductores son materiales cuya conductancia eléctrica puede ser controlada de forma permanente o dinámica variando su estado desde conductor a aislante.

Debido a su uso en dispositivos tales como los transistores (y por tanto en computadoras) y en los laseres, la búsqueda de nuevos materiales semiconductoresy la mejora de los materiales existentes es un importante campo de estudio en la ciencia de materiales.


Antimoniuro de galio.
Arseniuro de galio.
Arseniuro de galio-aluminio.
Arseniuro de indio.
Dióxido de uranio
Nitruro de galio-indio
Nitruro de indio





1.2 MATERIALES INTRINSECOS.

Un cristal intrínseco es aquél que se encuentra puro (aunque no existe prácticamente uncristal 100% puro); es decir, no contiene impurezas; mientras que un cristal extrínseco es aquél que ha sido impurificado con átomos de otra sustancia. Al proceso de impurificación se le llama también dopado, y se utiliza para obtener electrones libres que sean capaces de transportar la energía eléctrica a otros puntos del cristal.
Un material en estado intrínseco puede tener electrones libres cuandoalgunos de sus electrones de valencia llegan a romper su enlace covalente por adquirir energía adicional debido a fuentes de calor o de luz; o bien debido a las pocas impurezas que no han podido eliminarse; sin embargo, la energía ganada disminuye cuando el electrón tiene alguna colisión con otra partícula, volviendo a cantidades de energía propias de la banda de valencia, haciendo que el electrónviajero “se aloje”, en algún hueco disponible, dándose el fenómeno llamado recombinación.
Los huecos que resultan de la liberación de estos electrones son en cantidades poco significativas; así que tanto las cargas libres negativas o positivas en el cristal no serían suficientes para transportar cantidades de electricidad significativas. Por lo tanto, si se desea que un material semiconductorpueda ser capaz de transportar la corriente eléctrica de mejor manera, se procede a impurificarlo.

1.3 MATERIALES EXTRINSECOS.

La característica de los materiales semiconductores, pueden ser alteradas de manera significativa por la adición de ciertos átomos de impureza en un material semiconductor relativamente puro. Estas impurezas, aunque se haya añadido una parte en 10 millones, puedenalterar en forma suficiente la estructura de la banda y cambiar totalmente las propiedades eléctricas del material.
Un material semiconductor que ha sufrido el proceso de dopado, se denomina material extrínseco.
En la actualidad existen dos materiales extrínsecos que son de gran importancia para la fabricación de dispositivos semiconductores: el tipo n y el tipo p. Tanto el material tipo n comoel tipo p, se forman mediante la adición, de un número predeterminado, de átomos de impureza al germanio o al silicio.


1.4 MATERIALES EXTRINSECOS TIPO N.
El material tipo n, se crea a través de la introducción de los elementos de impureza que poseen cinco electrones de valencia (pentavalentes), como el antimonio, el arsénico y/o el fósforo.


Si observamos detenidamente, vemos que lascuatro uniones covalentes a un se encuentran presentes. Existiendo, sin embargo, un quinto electrón adicional debido al átomo de impureza, el mismo que se consigue desasociado en cualquier unión covalente particular. Este electrón restante, unido débilmente a su átomo (antimonio), se encuentra relativamente libre para moverse dentro del recién formado material tipo n; esto se debe a que el átomo deimpureza insertado ha donado un electrón “libre” a la estructura: “Las impurezas difundidas con cinco electrones de valencia, se les designa átomos donadores”
Es importante comprender que, aunque un número significativo de portadores “libres” se han creado dentro de un material tipo n, este llega a tener un comportamiento eléctricamente neutral; esto se debe a que de manera ideal el número de...