A simple vista esimposible que unsemiconductor permitael movimiento deelectrones a través desus bandas de energíaIdealmente, a T=0ºK,el semiconductor es unaislante porque todoslos e- están formandoenlaces.Pero al crecer latemperatura, algúnenlace covalente sepuede romper y quedarlibre un e- paramoverse en laestructura cristalina.

Representación bidimensional de la estructura cristalina del Si

El hecho de liberarse un e- deja un“hueco” (partícula ficticia positiva) en laestructura cristalina. De esta forma,dentro del semiconductor encontramosel electrón libre (e-), pero también hayun segundo tipo de portador: el hueco(h+)

El elemento semiconductor más usado es elsilicio, el segundo el germanio, aunqueidéntico comportamiento presentan lasconbinaciones de elementos de los grupos12 y 13 com los de los grupos 14 y 15respectivamente (AsGa, PLn, AsGaAl, TeCd,SeCd y SCd).

Estructura de un semiconductor

Estructura de un metal

1023 e- libres/cm3 1013 e- libres/cm3~~~~

Conducción intrínseca

Dependencia con la Temperatura:Gráfico n! = f(T)

El Dopado de Semiconductores

La adición de un pequeño porcentaje de átomos extraños en la redcristalina regular de silicio o germanio, produce unos cambiosespectaculares en sus propiedades eléctricas, dando lugar a lossemiconductores de tipo n y tipo p.

Impurezas pentavalentesLos átomos de impurezas con 5electrones de valencia,producen semiconductores detipo n, por la contribución deelectrones extras.

Impurezas trivalentesLos átomos de impurezas con 3electrones de valencia,producen semiconductores detipo p, por la producción de un"hueco" o deficiencia deelectrón.

El dopaje consiste em sustituir algunos átomos deotros elementos. A estos últimos se les conoce com elnombre de impurezas. Dependiendo del tipo deimpurezas com el que se dope al semiconductor puro ointrínseco aparecen dos clases de semiconductores.

- Semiconductor tipo P- Semiconductor tipo N

Sentido del movimiento de un electrón y un hueco en el silicio

Dopado de un semiconductor

Para aumentar laconductividad (que sea másconductor) de un SC(Semiconductor), se le sueledopar o añadir átomos deimpurezas a un SCintrínseco, un SC dopado esun SC extrínseco.

Caso 1Impurezas de valencia5 (Arsénico, Antimonio,Fósforo). Tenemos uncristal de Silicio dopadocon átomos de valencia5.

Impurezas de valencia 5(Arsénico, Antimonio,Fósforo). Tenemos un cristalde Silicio dopado con átomosde valencia 5

Los átomo de valencia 5tienen un electrón de más,así con una temperatura nomuy elevada (a temperaturaambiente por ejemplo), el 5ºelectrón se hace electrónlibre. Esto es, como solo sepueden tener 8 electrones enla órbita de valencia, elátomo pentavalente sueltaun electrón que será libre.

CASO 1 DOPADO DE UN SEMICONDUCTOR

Impurezas de valencia 3(Aluminio, Boro, Galio). Tenemosun cristal de Silicio dopado conátomos de valencia 3.

Los átomo de valencia 3 tienen unelectrón de menos, entonces comonos falta un electrón tenemos unhueco. Esto es, ese átomotrivalente tiene 7 electrones en laorbita de valencia. Al átomo devalencia 3 se le llama "átomotrivalente" o "Aceptor".

A estas impurezas se les llama"Impurezas Aceptoras". Hay tantoshuecos como impurezas devalencia 3 y sigue habiendohuecos de generación térmica(muy pocos). El número de huecosse llama p (huecos/m3).

CASO 2

http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp

http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/intrinseco.asp

http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm

http://fisicadesemiconductores.blogspot.com/

http://quintonochea.wikispaces.com/semiconductores1

http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html

http://ecotecnologias.wordpress.com/tag/celd

http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_3.htm

http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/default.asp

http://www.etitudela.com/Electrotecnia/downloads/introduccion.pdf

BIBLIOGRAFÍA