SEMICONDUCTORES INTRINSECOS Y DOPADOS

SEMICONDUCTOR INTRINSECO

es “intrínseco” cuando se encuentra en estado puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, ni átomos de otro tipo dentro de su estructura. En ese caso, la cantidad de huecos que dejan los electrones en la banda de valencia al atravesar la banda prohibida será igual a la cantidad de electrones libres que se encuentran presentes en la banda de conducción . Cuando se eleva la temperatura de la red cristalina de un elemento semiconductor intrínseco, algunos de los enlaces covalentes se rompen y varios electrones pertenecientes a la banda de valencia se liberan dela atracción que ejerce el núcleo del átomo sobre los mismos.

Los elementos semiconductores por excelencia son el silicio y el germanio, aunque existen otros elementos como el estaño, y compuestos como el arseniuro de galio que se comportan como tales.

Tomemos como ejemplo el silicio en su modelo bidimensional:

La característica fundamental de los cuerpos semiconductores es la de poseer 4 electrones en su órbita de valencia. Con esta estructura el átomo es inestable, pero para hacerse estable se le presenta un dilema, le cuesta lo mismo desprender los 4 electrones periféricos y quedarse sin una órbita, que absorber otros cuatros electrones para hacerse estable al tener la órbita de valencia 8 electrones. En estas condiciones ciertos elementos como el silicio y el germanio agrupan a sus átomos formando una estructura reticular en la que cada átomo queda rodeado por otros cuatro.

Características de los cuerpos semiconductores intrínsecos

DOPAJE (SEMICONDUCTORES)

En la producción de semiconductores, se denomina dopaje al proceso intencional de agregar impurezas en un semiconductor extremadamente puro (también referido como intrínseco) con el fin de cambiar sus propiedades eléctricas. Las impurezas utilizadas dependen del tipo de semiconductores a dopar. A los semiconductores con dopajes ligeros y moderados se los conoce como extrínsecos. Un semiconductor altamente dopado, que actúa más como un conductor que como un semiconductor, es llamado degenerado.

TIPO N

Se llama material tipo N al que posee átomos de impurezas que permiten la aparición de electrones sin huecos asociados a los mismos. Los átomos de este tipo se llaman donantes ya que "donan" o entregan electrones. Suelen ser de valencia cinco, como el Arsénico y el Fósforo. De esta forma, no se ha desbalanceado la neutralidad eléctrica, ya que el átomo introducido al semiconductor es neutro, pero posee un electrón no ligado, a diferencia de los átomos que conforman la estructura original, por lo que la energía necesaria para separarlo del átomo será menor que la necesitada para romper una ligadura en el cristal de silicio (o del semiconductor original).

http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File:N-doped_Si.svg&page=1

TIPO PSe llama así al material que tiene átomos de impurezas que permiten la formación de huecos sin que aparezcan electrones asociados a los mismos, como ocurre al romperse una ligadura. Los átomos de este tipo se llaman aceptores, ya que "aceptan" o toman un electrón. Suelen ser de valencia tres, como el Aluminio, el Indio o el Galio

http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File:P-doped_Si.svg&page=1

IMPUREZAS DE VALENCIA 5 (ARSÉNICO, ANTIMONIO, FÓSFORO). TENEMOS UN CRISTAL DE SILICIO DOPADO CON ÁTOMOS DE VALENCIA 5.

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

IMPUREZAS DE VALENCIA 3 (ALUMINIO, BORO, GALIO). TENEMOS UN CRISTAL DE SILICIO DOPADO CON ÁTOMOS DE VALENCIA 3.

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

GRACIAS