SEMICONDUCTORESSEMICONDUCTORESFísica 1º Ingeniería InformáticaFísica 1º Ingeniería Informática

José Luis MincholéJosé Luis Mincholé

Teoría de bandas. Teoría de bandas. Conductores y aislantesConductores y aislantes

1. SEMICONDUCTORES. ELECTRONES Y HUECOS

2.1 Semiconductores intrínsecos silicio

n = p = nj (T)

Semiconductores intrínsecosSemiconductores intrínsecosBandas de energíaBandas de energía

Nivel medio de la BP

EFBanda prohibida

Banda de conducción

Banda de valencia

n

p

n = p

Semiconductores Semiconductores intrínsecosintrínsecos n = p = nj (T)

Semiconductores tipo NSemiconductores tipo NIMPUREZAS DONANTES (grupo V)

n>p

nN

d

fósforo

arsénico

Semiconductores tipo NSemiconductores tipo NBandas de energíaBandas de energía

Nivel medio de la BP

EF

Banda prohibida

Banda de conducción

Banda de valencia

n >>p

Semiconductores tipo PSemiconductores tipo PIMPUREZAS ACEPTANTES (grupo III-A)

p>n

pN

a

Aluminio

galio

Semiconductores tipo PSemiconductores tipo PBandas de energíaBandas de energía

Nivel medio de la BP

EF

Banda prohibida

Banda de conducción

Banda de valencia

p >> n

Semiconductores tipo N y PSemiconductores tipo N y P

n>p

n<p

La unión N-PLa unión N-Pa) En equilibrio (sin polarizar)

b) Con polarización directa

c) Con polarización inversa

Unión N-P sin polarizarUnión N-P sin polarizar

EQUILIBRIO

Intensidad=0

Unión N-P sin polarizarUnión N-P sin polarizar

Carga espacial

Unión N-P sin polarizarUnión N-P sin polarizar

ddp de contacto

Unión N-P sin polarizarUnión N-P sin polarizar

Difusión de portadores mayoritariosAparición de una ddp entre N(+) y P(-)

Arrastre de portadores minoritarios

EQUILIBRIO

ddp contacto Vo

Intensidad=0

Alineación NF

Unión N-P con polarización Unión N-P con polarización directadirecta

Intensidad, I : de P N, creciente con V

Desalineación NF

Unión N-P con polarización Unión N-P con polarización directadirecta

ddp en la unión

Unión N-P con polarización Unión N-P con polarización directadirecta

Intensidad de P a N creciente con V Menor ddp en la unión

Se favorece la difusión Se dificulta el arrastre

Pequeña resistencia eléctrica

Unión N-P con polarización Unión N-P con polarización inversainversa

Intensidad, I : de N P, no depende de V

Desalineación NF

Unión N-P con polarización Unión N-P con polarización inversainversa

ddp en la unión

Unión N-P con polarización Unión N-P con polarización inversainversa

Intensidad de N a P no depende de V y es casi cero

Mayor ddp en la unión Se favorece el arrastre

Se dificulta la difusión Resistencia eléctrica muy grande

DIODOSDIODOSSímbolo y polarización

Modelos de diodos 1Modelos de diodos 1

Modelos de diodos 2Modelos de diodos 2

Diodo tunelDiodo tunel

Diodo zenerDiodo zener

Diodos fotoemisores: LED

Semiconductores Color

AsGa infrarrojo

PGa verde

AsPGa diferentes según proporción de As y P

Transistores de uniónTransistores de uniónN-P-NN-P-N

                                                                                                                        

Transistores de uniónTransistores de uniónP-N-PP-N-P

Puerta NOT

El transistor JFET El transistor JFET

Canal N

MOSFET empobrecimientoMOSFET empobrecimiento

Canal P

Circuito básico MOSFET Circuito básico MOSFET empobrecimiento canal Pempobrecimiento canal P

MOSFET enriquecimientoMOSFET enriquecimiento

Canal N

MOSFET enriquecimientoMOSFET enriquecimiento

Canal P