Semiconductores
Te dejo una canción en lo que lees este contenido que es un poco extenso, mucha suerte lector :,)
Semiconductores
Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son el germanio y el selenio.Los átomos de silicio tienen su orbital externo incompleto con sólo cuatro electrones, denominados electrones de valencia. Estos átomos forman una red cristalina, en la que cada átomo comparte sus cuatro electrones de valencia con los cuatro átomos vecinos, formando enlaces covalentes. A temperatura ambiente, algunos electrones de valencia absorben suficiente energía calorífica para librarse del enlace covalente y moverse a través de la red cristalina, convirtiéndose en electrones libres. Si a estos electrones, que han roto el enlace covalente, se les somete al potencial eléctrico de una pila, se dirigen al polo positivo.
Cuando un electrón libre abandona el átomo de un cristal de silicio, deja en la red cristalina un hueco, que con respecto a los electrones próximos tiene efectos similares a los que provocaría una carga positiva. Los huecos tienen la misma carga que el electrón pero con signo positivo.
El comportamiento eléctrico de un semiconductor se caracteriza por los siguientes fenómenos:
- Los electrones libres son portadores de carga negativa y se dirigen hacia el polo positivo de la pila.
- Los huecos son portadores de carga positiva y se dirigen hacia el polo negativo de la pila.
- Al conectar una pila, circula una corriente eléctrica en el circuito cerrado, siendo constante en todo momento el número de electrones dentro del cristal de silicio.
- Los huecos sólo existen en el seno del cristal semiconductor. Por el conductor exterior sólo circulan los electrones que dan lugar a la corriente eléctrica.
Semiconductor P
Semiconductores P
MATERIALES DE TIPO P
Se les llama semiconductores de tipo P a los semiconductores contaminados con impurezas aceptoras. Las impurezas aceptoras son aquellas que agregan un hueco en el material. Estas son impurezas con 3electrones en su órbita de valencia. Al tener solo 3 electrones queda una unión incompleta dejando un hueco para que un electrón libre pueda tomar ese lugar. Este material es de tipo P debido a que la conducción eléctrica se produce debido a su gran número de huecos(portadores mayoritarios). Comparados con los electrones los huecos tienen polaridad positiva.
El material tipo p se forma dopando un cristal de germanio o silicio puro con átomos de impureza que tienen tres electrones de valencia. Los elementos más utilizados para este propósito son boro, galio e indio.
Materiales tipo N
Los semiconductores tipo N son aquellos a los que se le agregan impurezas donoras (que donan un electrón). Estas impurezas suelen tener 5 electrones. De estos 5 electrones 4 formarían una unión con los átomos vecinos y 1 quedaría libre. De esta forma este material contiene un mayor número de electrones libres comparados con los huecos libres. Este material es de tipo N debido a que la conducción eléctrica se produce debido a su gran número de electrones (Portadores mayoritarios) de polaridad negativa. En ambos casos la conducción se hace por medio de los electrones pero se puede decir que en el material tipo P la conducción se produce por el movimiento de huecos ya que los electrones se desprenden de una unión dejando un hueco para pasar a otro.
Observe que un nivel de energía discreto (llamado nivel donador) aparece en la banda prohibida con una Eg significativamente menor que la del material intrínseco. Los electrones libres creados por la impureza agregada se establecen
en este nivel de energía y absorben con menos dificultad una cantidad suficiente de energía térmica para moverse en la banda de conducción a temperatura ambiente. El resultado es que, a temperatura ambiente, hay un gran número de portadores (electrones) en el nivel de conducción y la conductividad del material se incrementa de manera significativa.
En ambos casos la conducción se hace por medio de los electrones, pero se puede decir que en el material tipo P la conducción se produce por el movimiento de huecos ya que los electrones se desprenden de una unión dejando un hueco para pasar a otro.
