7/23/2019 Introducción a Los Semiconductores

http://slidepdf.com/reader/full/introduccion-a-los-semiconductores 1/6

Introducción a los semiconductores 

Estructura atómica del silicio

e-

 Ne

-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

 Borde del núcleo

1er nivel de energía

2º nivel de energía

3er nivel de energía

r1

r2

r3

r: radio orbital

 

Bandas de energía

Átomo de silicio

Si Si Si

Si Si Si

Cristal de silicio

e-

 Ne-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e- e-

e-e-

e-

 Ne-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e- e-

e-e-

e-

 Ne

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e- e-

ee-

 

 Niveles de

energía de losátomos

Bandas de

energía del

cristal

B. de conducción

B. de valencia

 

1

7/23/2019 Introducción a Los Semiconductores

http://slidepdf.com/reader/full/introduccion-a-los-semiconductores 2/6

Diferencias entre metales, aislantes y semiconductores

B. V. Llena

B. prohibida6 eV

B. C. Vacía

B. V.

B. C.

B. C.

B. V.

B. C.

B. prohibida

Vacía

Llena

1 eV

Aislante Conductor Semiconductor  

 

Conducción intrínseca en el silicio

Conducción a 0 K Conducción a temperatura ambiente

B. de conducción

electrones

huecos

B. de valencia

I 0= I 0>

Si Si Si

Si Si Si

Si Si Si

Si Si Si

 

2

7/23/2019 Introducción a Los Semiconductores

http://slidepdf.com/reader/full/introduccion-a-los-semiconductores 3/6

Conducción extrínseca en el silicio

Cristal tipo N: Cristal de Si + átomos pentavalentes (donadores: Sb, As,…).

Si Si Si

Si SiSb

 

•

 

Cristal de silicio tipo “N”•  Portadores mayoritarios de carga:

electrones

•  Portadores minoritarios: huecos

Cristal tipo P: Cristal de Si + átomos trivalentes (receptores: In, Ga,…).

Si Si Si

Si SiIn

 

•  Cristal de silicio tipo “P”

• 

Portadores mayoritarios de carga: huecos

•  Portadores minoritarios: electrones

  La conducción intrínseca es dependiente de la temperatura.

  La conducción extrínseca depende del grado de dopado o densidad de

donadores/receptores.

3

7/23/2019 Introducción a Los Semiconductores

http://slidepdf.com/reader/full/introduccion-a-los-semiconductores 4/6

UNIÓN P-N

Unión P-N en equilibrio

P  N1

 

Exceso de electrones y dehuecos en un

semiconductor N y en

uno P.

P  N2

Unión P-N

 

Difusión

 

Trasiego de carga en las proximidades de la unión.

P  N3

Zona de difusión 

E 

A medida que aumenta E,la dificultad para la

difusión es mayor.

4

7/23/2019 Introducción a Los Semiconductores

http://slidepdf.com/reader/full/introduccion-a-los-semiconductores 5/6

Estudio cualitativo del transistor de unión BJT

Se debe a Shockley, 1951.

Tipos símbolos y convenios de corrientes.

P N P

IBB

IC

CE

IE

Transistor PNP

B

E C

UEB UCB

 

Transistor NPN

B

E C

UEB UCB

N P N

IBB

IC

CE

IE

 

Estructura interna transistor NPN

n

ZD

B

n+P

JEJC

E C

ZD

ZD: Zona de difusiónJE: Unión de emisor JC: Unión de colector 

 

5

7/23/2019 Introducción a Los Semiconductores

http://slidepdf.com/reader/full/introduccion-a-los-semiconductores 6/6

Polarización del transistor

Polarización activa JC (-), JE (+)

n

B

n+

P

E C

JE JC

SE SC

UE UC

ICO

ICO: corriente de colectorcon emisor abierto

Electrones generados por efecto térmico

Inco

IcIE

IB

 

n

B

n+ p

E C

JE JC

SE SC

UE UC

ICO

ICO: corriente de colectorcon emisor abierto

Electrones generados por efecto térmico

IcIE

IB

 

InE InC

InB

Corriente de electronesque parten del emisorhacia la base y el colector 

Corriente de electronesque parten del emisor yllegan a la base

Corriente de electronesque parten del emisor yllegan al colector 

0.95 0.995

nC 

nE 

C nC nCO nE nCO

 E nE 

 I 

 I 

 I I I I I 

 I I 

α 

α 

α 

=

= ÷

= + = +

= −

C CO

 E 

 I I 

 I α 

−= −

C E CO I I I α = − +

Polarización en corte: JC (-), JE (-)

Polarización en saturación: JC (+), JE (+)

6