Materiales Semiconductores

Materiales semiconductores

Los semiconductores son materiales cuya conductividad varía con la temperatura, pudiendo comportarse como conductores o como aislantes. Resulta que se desean variaciones de la conductividad no con la temperatura sino controlables eléctricamente por el hombre.

Para conseguir esto, se introducen átomos de otros elementos en el semiconductor. Estos átomos se llaman impurezas y tras su introducción, el material semiconductor presenta una conductividad controlable eléctricamente.

Existen dos tipos de impurezas, las P y las N, que cambian la conductividad del silicio y determinan el tipo de cristal a fabricar. Por tanto, como hay dos tipos de impurezas habrá dos tipos fundamentales de cristales, cristales de impurezas P y cristales de impurezas tipo N.

El material semiconductor más utilizado es el Silicio (Si), pero hay otros semiconductores como el Germanio (Ge) que también son usados en la fabricación de circuitos. El silicio está presente de manera natural en la arena por lo que se encuentra con abundancia en la naturaleza. Además, el Si presenta propiedades mecánicas y eléctricas buenas. Su purificación es relativamente sencilla (llegándose a Si puro del 99,99999%) y el Si se presta fácilmente a ser oxidado, formándose SiO2 y constituyendo un aislante que se utiliza en todos los transistores de la tecnología CMOS.

Materiales extrínsecos

Un material extrínseco es un material semiconductor que se ha sujetado a un proceso de dopaje.

MATERIAL TIPO N

Tanto los materiales tipo n como los tipo p se forman cuando se añade un numero predeterminado de átomos de impureza a una base de germanio o de silicio. El material tipo n se crea al introducir elementos impuros que cuentan con cinco electrones de valencia (pentavalentes) como el caso del antimonio, el arsénico o el fósforo.

Las impurezas que cuentan con cinco electrones de valencia se denominan átomos donadores.

MATERIAL TIPO P

Se forma mediante el dopado de un cristal puro de germanio o de silicio con átomos de impureza que cuenten con tres electrones de valencia. Los elementos que se utilizan de forma mas frecuente son: el boro, el galio y el indio.

Portadores mayoritarios

se encargan de transportar la corriente eléctrica que un material semiconductor tiene en exceso, ya sea un material de tipo P, o uno de tipo N. En un material semiconductor tipo p los huecos son llamados mayoritarios.

Portadores minoritarios

Partícula cuántica que se encarga de transportar electricidad que se encuentra en menor proporción en un material semiconductor dopado como tipo N o tipo P.

Diodo semiconductor

Está constituido fundamentalmente por una unión P-N, añadiéndole un terminal de conexión a cada uno de los contactos metálicos de sus extremos y una cápsula que aloja todo el conjunto,

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