SEMICONDUCTORES INTRINSECOS Y DOPADOS

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INGENIERIA DE SISTEMAS

DUVER DAVILA DELGADO

SEMICONDUCTORES INTRINSECOS

DEFINICION

Un semiconductor cristalino y sin impurezas ni defectos en su red se denomina intrínseco. A 0 K su BV está llena de electrones, su BC está vacía y su Eg < 2eV. A temperatura de 0 K es un aislante.

Al crecer la temperatura la agitación térmica rompe algunos enlaces que quedan incompletos. Cada enlace roto crea un par de portadores, electrón y hueco. El semiconductor se transforma en un débil conductor. Los electrones liberados suben a la BC y se mueven por toda la red cristalina. Los enlaces incompletos, con un solo electrón, denominados huecos, h+, se mueven en la BV en el sentido de que el enlace roto se va intercambiando entre enlaces de átomos adyacentes

SEMICONDUCTORES INTRINSECOS Los semiconductores inorgánicos suelen adoptar estructura

tetraédrica

SEMICONDUCTORES INTRINSECOS

A temperaturas aún más elevadas, el número de portadores se debe fundamentalmente

a los generados por excitación térmica, y las dos curvas n(T) extrínsecas e intrínsecas

son asintóticas

SEMICONDUCTORES INTRINSECOS

En la producción de semiconductores, se denomina dopaje al proceso intencional de agregar impurezas en un semiconductor extremadamente puro (también referido como intrínseco) con el fin de cambiar sus propiedades eléctricas

Las impurezas utilizadas dependen del tipo de semiconductores a dopar. A los semiconductores con dopajes ligeros y moderados se los conoce como extrínsecos. Un semiconductor altamente dopado, que actúa más como un conductor que como un semiconductor, es llamado degenerado.

SEMICONDUCTORES DOPADOS

TIPO N 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 Fósforo.

De esta forma, no se ha desbalanceado la neutralidad eléctrica, ya que el átomo introducido al semiconductor es neutro

SEMICONDUCTORES DOPADOS

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

TIPO P Se llama así al material que tiene átomos de impurezas que

permiten la formación de huecos sin que aparezcan electrones asociados a los mismos, como ocurre al romperse una ligadura. Los átomos de este tipo se llaman aceptores, ya que "aceptan" o toman un electrón.

Suelen ser de valencia tres, como el Aluminio, el Indio o el Galio.

SEMICONDUCTORES DOPADOS

El siguiente es un ejemplo de dopaje de Silicio por el Boro (P dopaje). En el caso del boro le falta un electrón y, por tanto, es donado un hueco de electrón.

SEMICONDUCTORES DOPADOS

Los polímeros conductores pueden ser dopados al agregar reactivos químicos que oxiden (o algunas veces reduzcan) el sistema, para ceder electrones a las órbitas conductoras dentro de un sistema potencialmente conductor.

segundo método es el dopaje electroquímico, en la cual un electrodo de trabajo, revestido con un polímero, es suspendido en una solución electrolítica, en la cual el polímero es insoluble, junto al electrodo opuesto, separados ambos. Se crea una diferencia de potencial eléctrico entre los electrodos, la cual hace que una carga (y su correspondiente ion del electrolito) entren en el polímero en la forma de electrones agregados (dopaje tipo N) o salgan del polímero (dopaje tipo P), según la polarización utilizada.

SEMICONDUCTORES DOPADOS

Referencias Patente US No.2,530,110, llenada, 1944, otorgada 1950 Morton, P. L. et al. (1985). «John Robert Woodyard,

Ingeniero http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)