TEORIA 20PARA 20ESTUDIAR

Semiconductor
Semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como un aislante
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 tabla periódica se indican en la tabla
adjunta.
Electrones en

Elemento Grupos laúltima capa
Cd
12
2 eAl, Ga, B, In

13

3 e-

Si, C, Ge

14

4 e-

P, As, Sb

15

5 e-

Se, Te, (S)

16

6 e-

El elemento semiconductor más usado es el silicio, el segundo el germanio, aunque idéntico
comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos 12 y 13 con los
de los grupos 16 y 15 respectivamente (GaAs, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd).
Posteriormente se ha comenzado aemplear también el azufre. La característica común a
todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p².

Índice






1 Tipos de semiconductores
o 1.1 Semiconductores intrínsecos
o 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

Tipos desemiconductores

Semiconductores intrínsecos
Es un cristal de silicio o germanio que forma una estructura tetraédrica similar a la del
carbono mediante enlaces covalentes 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
dejando elcorrespondiente hueco en la banda de valencia (1). Las energías requeridas, a
temperatura ambiente, son de 1,12 eV y 0,67 eV para el silicio y el germanio
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 fenómenose le denomina recombinación.
Sucede que, a una determinada temperatura, las velocidades de creación de pares e-h, y de
recombinación se igualan, de modo que la concentración global de electrones y huecos
permanece constante. 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 concentraciónintrínseca del semiconductor, función exclusiva de la
temperatura y del tipo de elemento.
Ejemplos de valores de ni a temperatura ambiente (27 ºC):
ni(Si) = 1.5 1010cm-3
ni(Ge) = 2.4 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 seproducen dos corrientes eléctricas. Por un lado la
debida al movimiento de los electrones libres de la banda de conducción, 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 inferiora la de la
banda de conducción.

Semiconductores extrínsecos
Si a un semiconductor intrínseco, como el anterior, 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. Evidentemente, las impurezas deberán formar parte
de la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente átomo desilicio. Hoy en día se
han logrado añadir impurezas de una parte por cada 10 millones, logrando con ello una
modificación del material.
Semiconductor tipo N
Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un
cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de
carga libres (en este caso negativos o electrones).
Cuando se añade el...