Thursday, August 21, 2008

SEMICONDUCTORES

Un semiconductor es una sustancia o material que se puede comportar como conductor o como aislante dependiendo del ambiente como la temperatura. Un material semiconductor conduce la corriente bajo ciertas condiciones, Los semiconductores son aquellos elementos pertenecientes al grupo IV de la Tabla periódica (Silicio, Germanio, etc.). Un semiconductor es una sustancia cuya capacidad de conducir la electricidad es intermedia entre la de un conductor y la de un no conductor o aislante. El silicio es el material semiconductor más habitual.
Estos materiales son conductores de corriente debido al movimiento de las cargas eléctricas (e-), pero se producen corrientes provocadas por el movimiento de cargas positivas (huecos) que impide el flujo continuo de la corriente. La semiconductancia se determina según los átomos de otros elementos en el material semiconductor, los átomos introducidos en el semiconductor de otro elemento trabajan como impurezas generando los huecos que hacen que un material sea semiconductor. Un material semiconductor se diferencia por su resistividad, estando está comprendida entre los metales y los aislantes.
La magnitud de la banda prohibida es pequeña ( 1 eV ), de forma que a bajas temperaturas son aislantes, pero conforme aumenta la temperatura algunos electrones van alcanzando niveles de energía dentro de la banda de conducción, aumentando la conductividad. Otra forma de aumentar la conductividad es añadiendo impurezas que habiliten niveles de energía dentro de la banda prohibida. Un semiconductor varía su conductividad según el cambio de temperatura.
Los semiconductores presentan un diagrama de bandas similar al de los sólidos aislantes pero con una separación entre las bandas de valencia y de conducción menor de 3.0 eV. La característica principal de un semiconductor es que su conductividad eléctrica aumenta con la temperatura. A la temperatura ambiente, los semiconductores presentan conductividades eléctricas intermedias entre la de los metales y la de los aislantes (generalmente del orden de 10-3 S cm-1).



DIFERENCIA: (conductores, aislantes y semiconductores)





TIPOS DE SEMICONDUCTORES:

Semiconductores intrínsecos:

Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente, algunos electrones pueden, absorbiendo la energía necesaria, saltar a la banda de conducción, dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia. Las energías requeridas, a temperatura ambiente son de 1,12 y 0,67 eV para el silicio y el germanio respectivamente.
Siendo "n"la concentración de electrones (cargas negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas), se cumple que:
ni = n = p
Siendo ni la concentración intrínseca del semiconductor, función exclusiva de la temperatura. Si se somete el cristal a una diferencia de tensión, 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.

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.

Semiconductor tipo N:

Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso negativas o electrones).
Cuando el material dopante es añadido, éste aporta sus electrones más débilmente vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de agente dopante es también conocido como material donante ya que da algunos de sus electrones.

Semiconductor tipo P:

Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso positivos o huecos).
Cuando el material dopante es añadido, éste libera los electrones más débilmente vinculados de los átomos del semiconductor. Este agente dopante es también conocido como material aceptor y los átomos del semiconductor que han perdido un electrón son conocidos como huecos.

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