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   Se dice que un semiconductor es “intrinseco” cuando se
    encuentra en estado puro, o sea, que no contiene ninguna
    impureza, ni atomos de otro tipo dentro de su estructura.


   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 el
    correspondiente 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.

   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 se
    producen 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 inferior
    a la de la banda de conducción.
Cristal Semiconductor
   intrínseco:
  A simple vista es imposible que
  un semiconductor permita el
  movimiento de electrones a
  través de sus bandas de energía

  Idealmente, a T=0ºK, el
  semiconductor es un aislante
  porque todos los e- están
  formando enlaces.

  Pero al crecer la temperatura,
  algún enlace covalente se
  puede romper y quedar libre
  un e- para moverse en la
  estructura cristalina.



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


El número de átomos dopantes necesitados para crear una diferencia en las capacidades
conductoras de un semiconductor es muy pequeña. Cuando se agregan un pequeño número de
átomos dopantes (en el orden de 1 cada 100.000.000 de átomos) entonces se dice que el dopaje es
bajo o ligero.

Cuando se agregan muchos más átomos (en el orden de 1 cada 10.000 átomos) entonces se dice
que el dopaje es alto o pesado. Este dopaje pesado se representa con la nomenclatura N+ para
material de tipo N, o P+ para material de tipo P.
Tipo de Materiales Dopantes:
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.
Finalmente, existirán más electrones que huecos, por lo que los
primeros serán los portadores mayoritarios y los últimos los
minoritarios. La cantidad de portadores mayoritarios será función
directa de la cantidad de átomos de impurezas introducidos.

El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Fósforo
(dopaje N). En el caso del Fósforo, se dona un electrón.
Tipo de Materiales Dopantes:
Tipo P
Se 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.

Nuevamente, el átomo introducido es neutro, por lo que no
modificará la neutralidad eléctrica del cristal, pero debido a que
solo tiene tres electrones en su última capa de valencia,
aparecerá una ligadura rota, que tenderá a tomar electrones de
los átomos próximos, generando finalmente más huecos que
electrones, por lo que los primeros serán los portadores
mayoritarios y los segundos los minoritarios.

Al igual que en el material tipo N, la cantidad de portadores
mayoritarios será función directa de la cantidad de átomos de
impurezas introducidos.

El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Boro (P
dopaje). En el caso del boro le falta un electrón y, por tanto, es
donado un hueco de electrón.
http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-
tecnicas/electronica/contenido/electronica/Tema1_SemiConduct.pdf

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

https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:fETr8RK0P0kJ:www.uv.es/candid
/docencia/ed_tema-
02.pdf+semiconductores+intrinsecos&hl=es&gl=pa&pid=bl&srcid=ADGEESjhm
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Semiconductores intrínsecos: portadores y corriente

  • 1.
  • 2. Se dice que un semiconductor es “intrinseco” cuando se encuentra en estado puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, ni atomos de otro tipo dentro de su estructura.  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 el correspondiente 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.  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 se producen 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 inferior a la de la banda de conducción.
  • 3. Cristal Semiconductor intrínseco: A simple vista es imposible que un semiconductor permita el movimiento de electrones a través de sus bandas de energía Idealmente, a T=0ºK, el semiconductor es un aislante porque todos los e- están formando enlaces. Pero al crecer la temperatura, algún enlace covalente se puede romper y quedar libre un e- para moverse en la estructura cristalina. El hecho de liberarse un e- deja un “hueco” (partícula ficticia positiva) en la estructura cristalina. De esta forma, dentro del semiconductor encontramos el electrón libre (e-), pero también hay un segundo tipo de portador: el hueco (h+).
  • 4.
  • 5.
  • 6. 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. El número de átomos dopantes necesitados para crear una diferencia en las capacidades conductoras de un semiconductor es muy pequeña. Cuando se agregan un pequeño número de átomos dopantes (en el orden de 1 cada 100.000.000 de átomos) entonces se dice que el dopaje es bajo o ligero. Cuando se agregan muchos más átomos (en el orden de 1 cada 10.000 átomos) entonces se dice que el dopaje es alto o pesado. Este dopaje pesado se representa con la nomenclatura N+ para material de tipo N, o P+ para material de tipo P.
  • 7. Tipo de Materiales Dopantes: 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. Finalmente, existirán más electrones que huecos, por lo que los primeros serán los portadores mayoritarios y los últimos los minoritarios. La cantidad de portadores mayoritarios será función directa de la cantidad de átomos de impurezas introducidos. El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Fósforo (dopaje N). En el caso del Fósforo, se dona un electrón.
  • 8. Tipo de Materiales Dopantes: Tipo P Se 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. Nuevamente, el átomo introducido es neutro, por lo que no modificará la neutralidad eléctrica del cristal, pero debido a que solo tiene tres electrones en su última capa de valencia, aparecerá una ligadura rota, que tenderá a tomar electrones de los átomos próximos, generando finalmente más huecos que electrones, por lo que los primeros serán los portadores mayoritarios y los segundos los minoritarios. Al igual que en el material tipo N, la cantidad de portadores mayoritarios será función directa de la cantidad de átomos de impurezas introducidos. El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Boro (P dopaje). En el caso del boro le falta un electrón y, por tanto, es donado un hueco de electrón.