Semiconductores

SEMICONDUCTORES

Universidad Privada TELESUP

Semiconductor intrínseco: A temperatura ambiente alguna de los enlaces

covalente se rompen y producen electrones libres y huecos que contribuyen a la conducción.

SEMICONDUCTORES

Cuando se aplica a un campo eléctrico a un semiconductor intrínseco, se produce una corriente formada por dos componentes: corriente de electrones en contra del campo n corriente de huecos a favor del campo.

Corriente en un semiconductor

Impurezas Donadoras

Impurezas aceptadoras

Semiconductores dopados: Bandas en semiconductores intrínsecos y dopados

Los portadores mayoritarios son los portadores que están en exceso en un semiconductor dopado. En los semiconductores tipo n son mayoritarios los electrones y en los tipo p los huecos. Los portadores en defecto se llaman portadores minoritarios.

Propiedades de Si y Ge.

Los fotones de energía luminosa alteran el equilibrio produciendo nuevos pares electrón-hueco. Si R>>Rl el divisor de tensión que:

Vo(T)=Rl/(Rl+R)V RL/RV=RLVA/LQ[UPP}(T)+UNN(T))] Durante el pulso la concentración de portadores aumenta

disminuyendo R y aumentando la tensión de salida av sobre el valor de equilibrio vi la constate tp es el tiempo de vida de los portadores minoritarios y demanda del material.

Tiempo de vida de portadores minoritarios

Siempre que hay una diferencia de concentración de algún material, se produce una corriente de difusión de la zona de alta concentración hacia la zona baja concentración.

La corriente de baja concentración.

Corriente de difusión

Longitud de difusión

Debido a la deferencia de concentración de portadores debe existir una corriente de difusión en el material, por lo tanto debe existir una corriente de arrastre (y un campo eléctrico) que equilibre la corriente de difusión.

Dopado no uniforme

Al unir una región tipo p con otra tipo n, se produce una igualación del nivel de fermi.

Esto implica que la banda de conducción del lado p se encuentre en un nivel más alto respecto a la del lado n.

Unión p-n

Los huecos del lado p se difunden a través de la unión hacia el lado n y lo mismo pasa con los electrones del lado n hacia el lado p.

Los electrones difundidos del lado p se combinan con los átomos aceptores formando una región de átomos cargados negativamente y los huecos que se difunden del lado n se combinan con los átomos donadores formando una región de átomos cargados positivamente.

El proceso se interrumpe cuando el potencial formado por las dos regiones cargadas es suficiente para impedir el flujo de mas cargas eléctricas.

Unión p-n en equilibrio

Variación de Q,E y V en la zona de agotamiento

Concentración de huecos y electrones

La concentración de huecos en el diodo de unión se muestra en la siguiente figura. Se supone Na>Nd

Potencial de barrera y concentración de carga