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Semiconductores intrínsecos y DopadosTEMA:
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Que es un semiconductor
• Es un elemento que se comporta como
un conductor o como un aislante dependiendo de
diversos factores, como por ejemplo el campo
eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le
incide, o la temperatura del ambiente en el que se
encuentre. Los elementos químicos
semiconductores de la tabla periódica se indican en
la tabla adjunta. Elemento Grupos Electrones enla última capa
Cd 12 2 e-
Al, Ga, B, In 13 3 e-
Si, C, Ge 14 4 e-
P, As, Sb 15 5 e-
Se, Te, (S) 16 6 e-
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 1,12 eV y 0,67 eV para el silicio y el germanio respectivamente.
• Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los electrones pueden caer, desde el estado energético correspondiente a la banda de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este fenómeno se le denomina recombinación. Sucede que, a una determinada temperatura, las velocidades de creación de pares e-h, y de recombinación se igualan, de modo que la concentración global de electrones y huecos permanece constante. Siendo "n" la concentración de electrones (cargas negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas), se cumple que:
– N¡=n=p
• http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925812.html
http://pelandintecno.blogspot.com/2014/04/semiconductores-intrinsecos-y.html
HISTORIA
El dopaje fue desarrollado originalmente
por John Robert Woodyard mientras trabajaba
para la Sperry Gyroscope Company durante
la Segunda Guerra Mundial.
La demanda de su trabajo sobre
el radar durante la guerra no le permitió
desarrollar más
profundamente la
investigación sobre el dopaje, pero durante la
posguerra se generó una gran demanda
iniciada por la compañía Sperry Rand, al
conocerse su importante aplicación en la
fabricación de transistores.
Tipos de materiales dopantes• 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 Fosforo. 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.
Semiconductores Dopados
• Se agregan impurezas ya sea del grupo III o grupo V
• Se incrementa la cantidad de huecos o electrones
disponibles• Donantes (V) Fósforo (P) Aluminio (Al),
Arsénico(As), Antimonio (Sb) • Aceptores (III): Boro
(B), Aluminio (Al), Galio (Ga), Indio (In)
• Dopado bajo: 1 en 5000.000.000 (1013[1/cm3 ])
• Dopado alto: 1 en 5.000 (1019[1/cm3])
Dopado (donantes donantes)
• Al utilizar elementos del grupo V, 4 de los 5 electrones de valencia forman enlaces con los átomos vecinos de silicio.
• El 5° electrón queda débilmente ligado al átomo donante y puede moverse fácilmente, dejando un ion positivo +q
http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/semicond/dopado.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)
http://www.etitudela.com/Electrotecnia/electronica/01d56993840f26d07/01d56994e30f40632/index.html
