Semiconductores intrinsicos y dopados ventajas, carracteristica

1. UNIVERSIDAD
PRIVADA TELESUP
TEMA: SEMICONDUCTORES

2.  INTRINSECOS  DOPADOS

3. SEMICONDUCTOR INTRINSECOS
Electrones
 Semiconductor es un
en
elemento que se
Elemento Grupos
la última
comporta como un
capa
conductor o como aislante
dependiendo de diversos
Cd 12 2 e-
factores, como por
ejemplo el campo
Al, Ga, B,
eléctrico o magnético, la
13 3 e- presión, la radiación que
In le incide, o la temperatura
del ambiente en el que se
Si, C, Ge 14 4 e- encuentre. Los elementos
químicos semiconductores
P, As, Sb 15 5 e- de la tabla periódica se
indican en la tabla
Se, Te, adjunta.
16 6 e-
(S)

4. SEMICONSUCTOR INTRINSECOS
 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 el correspondiente hueco
en la banda de valencia (1). Las
energías requeridas, a temperatura
ambiente, son de 1,1 eV y 0,7 eV
para el silicio y el germanio
respectivamente.

5. Características de los cuerpos
semiconductores intrínsecos
 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.

6. Tipos de corriente en un
semiconductor

7. 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 de silicio. Hoy en dia se
han logrado añadir impurezas de una parte por
cada 10 millones, logrando con ello una
modificación del material.

8.  Son los que están dopados, con elementos pentavalentes,
como por ejemplo (As, P, Sb). Que sean elementos
pentavalentes, quiere decir que tienen cinco electrones en
la última capa, lo que hace que al formarse la estructura
cristalina, un electrón quede fuera de ningún enlace
covalente, quedándose en un nivel superior al de los otros
cuatro. Como consecuencia de la temperatura, además de
la formación de los pares e-h, se liberan los electrones que
no se han unido.
Como ahora en el semiconductor existe un mayor número
de electrones que de huecos, se dice que los electrones
son los portadores mayoritarios, y a las impurezas se las
llama donadoras.

9.  En cuanto a la conductividad del material, esta aumenta de
una forma muy elevada, por ejemplo; introduciendo sólo
un átomo donador por cada 1000 átomos de silicio, la
conductividad es 24100 veces mayor que la del silicio
puro.

10. Semiconductores extrínsecos de
tipo p:
 En este caso son los que están dopados
con elementos trivalentes, (Al, B, Ga,
In). El hecho de ser trivalentes, hace
que a la hora de formar la estructura
cristalina, dejen una vacante con un
nivel energético ligeramente superior al
de la banda de valencia, pues no existe
el cuarto electrón que lo rellenaría.

11.  Esto hace que los electrones salten a las
vacantes con facilidad, dejando huecos en la
banda de valencia, y siendo los huecos
portadores mayoritarios.

12. Características de los
semiconductores extrínsecos
 Los semiconductores intrínsecos a temperatura
ambiente producen unas corrientes insignificantes por
lo que se les añaden otros cuerpos para aumentarlas.
 Los átomos del germanio y el silicio forman el centro
de un cubo en el que existen otros 4 átomos en 4 de
sus vértices, y comparten sus electrones por medio
de los enlaces covalentes, estos dos cuerpos simples
forman una red atómica muy estable, en la que cada
uno de sus átomos posee 8 electrones de valencia,
comportándose como aislante.

13. Semiconductor extrínseco de tipo
N y de tipo P
 Las corrientes que se generan en el seno de un
semiconductor intrínseco a temperatura ambiente son
insignificantes, y para aumentarlas se les añaden
otros cuerpos, que se denominan impurezas.
 El semiconductor extrínseco de tipo N se forma
añadiendo impurezas pentavalentes al semiconductor
intrínseco, con lo que aparece en la estructura un
considerable número de electrones libres (portadores
mayoritarios) en comparación de los huecos libres
(portadores minoritarios).

14. Ventajas de los diodos
semiconductores extrínsecos
 Reducción notable de tamaño y peso.
 Reducción de precio, puesto que los semiconductores se fabrican
en grandes series y sin necesidad de la compleja elaboración que
requieren las válvulas.
 Como dato orientativo, un diodo semiconductor puede resultar de
cinco a diez veces más económico que una válvula que
desempeñe el mismo trabajo.
 La vida de los semiconductores es indefinida, o sea, no se agotan
ni desgastan con el tiempo, como sucede en las válvulas.
 Para su puesta en funcionamiento no requieren de filamentos ni
que estos se calienten, como necesitan las válvulas de diodo. Son
sólidos y compactos, resistiendo mejor diversas condiciones de
trabajo con vibraciones, ambientes sucios, etc.

15. Inconvenientes de los
semiconductores
 En cuanto a los inconvenientes, los semiconductores son muy sensibles a
la temperatura y a la luz, aspecto este último que no debemos tener en
cuenta, ya que las cápsulas que los contienen son totalmente opacas
 Para solucionar el inconveniente del aumento de la temperatura en los
semiconductores se utilizan disipadores térmicos.
 Técnicamente el funcionamiento de la válvula diodo
 es más perfecto que la unión N-P, ya que al comportarse como aislante
esta última no lo hace de manera total como la válvula y deja circular una
débil corriente eléctrica.
 La corriente inversa que se origina en la unión N-P al polarizarla
inversamente es prácticamente despreciable, y como las ventajas de los
semiconductores son mucho más importantes y válidas que sus
inconvenientes respecto a las válvulas, su empleo se ha universalizado

16. Otras ayudas
 es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor
 https://www.u-
cursos.cl/ingenieria/2009/2/ME3201/1/.../
264415
 Características de los semiconductores
extrínsecos, tipos P y N | Suite101.net
http://suite101.net/article/caracteristicas-
de-los-semiconductores-extrinsecos-tipos-
p-y-n-a35936#ixzz22wdiSlt4