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Semiconductores intrnsecos y dopadosJean Paul Carlos Del PezoPresentado por:IntroduccinUn semiconductor es un material o compuesto que tiene propiedades aislantes o conductoras. Unos de los elementos ms usados como semiconductores son el silicio, el germanio y selenio, adems hay otros que no son elementos como los mencionados anteriormente si no que son compuestos como lo son el Arseniuro de Galio, el Telururo de Plomo y el Seleniuro de Zinc.(1)

Describiremos la importancia y las propiedades de los semiconductores intrnsecos y los semiconductores dopados.(1) http://fisicadesemiconductores.blogspot.com/ Los Semiconductores Intrnsecos(2)Es un semiconductor puro. A temperatura ambiente se comporta como un aislante porque solo tiene unos pocos electrones libres y huecos debidos a la energa trmica.

En un semiconductor intrnseco tambin hay flujos de electrones y huecos, aunque la corriente total resultante sea cero. Esto se debe a que por accin de la energa trmica se producen los electrones libres y los huecos por pares, por lo tanto hay tantos electrones libres como huecos con lo que la corriente total es cero.

Intrnseco indica un material semiconductor extremadamente puro contiene una cantidad insignificante de tomos de impurezas. Donde n=p=ni(2) http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina4.htm Flujo Estable de Electrones Libres y Huecos dentro del Semiconductor(3)Cuando los electrones libres llegan la extremo derecho del cristal, entran al conductor externo (normalmente un hilo de cobre) y circulan hacia el terminal positivo de la batera. Por otro lado, los electrones libres en el terminal negativo de la batera fluiran hacia el extremos izquierdo del cristal. As entran en el cristal y se recombinan con los huecos que llegan al extremo izquierdo del cristal. Se produce un flujo estable de electrones libres y huecos dentro del semiconductor.

(3) http://quintonochea.wikispaces.com/semiconductores1 Generacin Trmica de Pares Electrn Hueco(4)Si un electrn de valencia se convierte en electrn de conduccin deja una posicin vacante, y si aplicamos un campo elctrico al semiconductor, este hueco puede ser ocupado por otro electrn de valencia, que deja a su vez otro hueco. Este efecto es el de una carga +e movindose en direccin del campo elctrico. A este proceso le llamamos generacin trmica de pares electrn-hueco

(4) http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html EjemploEl silicio en su modelo bidimensional, Vemos como cada tomo de silicio se rodea de sus 4 vecinos prximos con lo que comparte sus electrones de valencia. A 0K todos los electrones hacen su papel de enlace y tienen energas correspondientes a la banda de valencia. Esta banda estar completa, mientras que la de conduccin permanecer vaca. Es cuando hablamos de que el conductor es un aislante perfecto.

Los Semiconductores DopadosEl dopaje consiste en sustituir algunos tomos de silicio por tomos de otros elementos. A estos ltimos se les conoce con el nombre de impurezas. Dependiendo del tipo de impureza con el que se dope al semiconductor puro o intrnseco aparecen dos clases de semiconductores.(5)

Semiconductor tipo P

Semiconductor tipo N

(5) http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp Caso 1 Dopado de un Semiconductor (6)Impurezas de valencia 5 (Arsnico, Antimonio, Fsforo). Tenemos un cristal de Silicio dopado con tomos de valencia 5

Los tomo de valencia 5 tienen un electrn de ms, as con una temperatura no muy elevada (a temperatura ambiente por ejemplo), el 5 electrn se hace electrn libre. Esto es, como solo se pueden tener 8 electrones en la rbita de valencia, el tomo pentavalente suelta un electrn que ser libre.

(6) http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm Caso 2Impurezas de valencia 3 (Aluminio, Boro, Galio). Tenemos un cristal de Silicio dopado con tomos de valencia 3.Los tomo de valencia 3 tienen un electrn de menos, entonces como nos falta un electrn tenemos un hueco. Esto es, ese tomo trivalente tiene 7 electrones en la orbita de valencia. Al tomo de valencia 3 se le llama "tomo trivalente" o "Aceptor".

A estas impurezas se les llama "Impurezas Aceptoras". Hay tantos huecos como impurezas de valencia 3 y sigue habiendo huecos de generacin trmica (muy pocos). El nmero de huecos se llama p (huecos/m3). (7)

(7) http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina5.htm Elementos Dopantes(8)Para los semiconductores del Grupo IV como Silicio, Germanio y Carburo de silicio, los dopantes ms comunes son elementos del Grupo III o del Grupo V. Boro, Arsnico, Fsforo, y ocasionalmente Galio, son utilizados para dopar al Silicio.

Ejemplo de dopaje de Silicio por el Fsforo (dopaje Tipo N). En el caso del Fsforo, se dona un electrn(8) http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores) Ejemplo de Dopaje Tipo PEl siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Boro (P dopaje). En el caso del boro le falta un electrn y, por tanto, es donado un hueco de electrn. La cantidad de portadores mayoritarios ser funcin directa de la cantidad de tomos de impurezas introducidos.

En el doping tipo p, la creacin de agujeros, es alcanzada mediante la incorporacin en el silicio de tomos con 3 electrones de valencia, generalmente se utiliza boro.(9)(9) http://ecotecnologias.wordpress.com/tag/celdas-solares/ConclusionesUn semiconductor es intrnseco cuando se encuentra en estado puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, ni tomos 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 ser igual a la cantidad de electrones libres que se encuentran presentes en la banda de conduccinEn la produccin de semiconductores, se denomina dopaje al proceso intencional de agregar impurezas en un semiconductor extremadamente puro (tambin referido como intrnseco) con el fin de cambiar sus propiedades elctricas. Las impurezas utilizadas dependen del tipo de semiconductores a dopar.GRACIAS