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SEMICONDUCTORESINTRÍNSECOS Y DOPADOS
INGENIERÍA DE SISTEMAS E INFORMÁTICA
IV CICLO
PRESENTADO POR:
RAFAEL SANZ PINO
SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS Y
EXTRINSECOS O DOPADOS
Introducción
Densidad de portadores en
semiconductores intrínsecos
Semiconductores intrínsecos
Semiconductores extrínsecos: tipo p y tipo
n
Densidad de portadores en
semiconductores extrínsecos
Nivel de Fermi en semiconductores
extrínsecos
INTRODUCCION
Objetivo
Calcular la densidad de portadores en semiconductores puros y
poco dopados
Motivo
Poder determinaran los comportamientos característicos
tensión/corriente de los dispositivos
Esquema
Densidad de estados
X
Probabilidad de ocupación
Densidad de portadores
Concepto: Equilibrio térmico
Es el estado en que un proceso es acompañado por otro, igual y
opuesto (estado dinámico), mientras que el sistema se mantiene a la
misma temperatura, sin intercambios de energía con el exterior.
DENSIDAD DE PORTADORES
Semiconductor Nc (cm exponente -3) Nv (cm exponente -3 Eg (eV)
Si 3.22 x 10 exponente 19 1.83 x 10 exponente 19 1.12
Ge 1.03 x 10 exponente 19 5.35 x 10 exponente 18 0.66
GaAs 4.21 x 10 exponente 17 9.52 x 10 exponente 18 1.42
CRISTAL SEMI CONDUCTOR INTRÍNSECO
A simple vista es imposible que un semiconductor permita el
movimiento de electrones a través de sus bandas de energía.
Al crecer la temperatura, algún enlace covalente se puede romper y
quedar libre , para moverse en la estructura cristalina.
El hecho de liberarse un e- deja un “hueco” (partícula ficticia positiva)
en la estructura cristalina. De esta forma, dentro del semiconductor
encontramos el elcetrón libre (e-), pero también hay un segundo tipo
de portador: el hueco (h+)
SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS Y
EXTRÍNSECOS
Intrínseco indica un material semiconductor extremadamente puro
contiene una cantidad insignificante de átomos de impurezas. En él se
cumple:
En la práctica nos interesa controlar la concentración de portadores en un
semiconductor (n o p).
De este modo se pueden modificar las propiedades eléctricas: conductividad
Para ello se procede al proceso de DOPADO:
Un pequeño porcentaje de átomos del SC intrínseco se sustituye por átomos
de otro elemento (impurezas o dopantes).
Estas impurezas sustituyen a los átomos de Silicio en el cristal formando
enlaces.
De este modo podemos
Favorecer la aparición de electrones (Semiconductores Tipo N: donde n > p)
Favorecer la aparición de huecos (Semiconductores Tipo P: donde p>n)
SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS
Los semiconductores extrínsecos se forman añadiendo pequeñas
cantidades de impurezas a los semiconductores puros. El objetivo es
modificar su comportamiento eléctrico al alterar la densidad de portadores
de carga libres.
Estas impurezas se llaman dopantes. Así, podemos hablar de
semiconductores dopados.
En función del tipo de dopante, obtendremos semiconductores dopados tipo
p o tipo n.
Para el silicio, son dopantes de tipo n los elementos de la columna V, y tipo
p los de la III
SEMICONDUCTORES TIPO N
En general, los elementos de la columna V convierten al Si en tipo n.
Estos elementos tienen cinco electrones de valencia en su última capa y
se les llama impurezas dadoras.
SEMICONDUCTORES TIPO P
En general, los elementos de la columna III convierten al Si en tipo p.
Estos elementos tienen tres electrones de valencia en su última capa
y se les llama impurezas aceptoras.
DENSIDAD DE PORTADORES EN
SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS
En los semiconductores tipo n, los electrones son los portadores
mayoritarios.
En los semiconductores tipo p, los huecos son los portadores
mayoritarios.
La ley de acción de masas se cumple para semiconductores
extrínsecos, en equilibrio térmico
BIBLIOGRAFÍA
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