Video de Semiconductores Intrínsecos y Extrínsecos

 

Semiconductores Intrínsecos

Un semiconductor intrínseco es aquel que esta formado por un cristal de silicio puro, en donde todos los átomos son de silicio. A temperatura ambiente se comporta como un aislante porque solamente tiene unos cuantos electrones libres y huecos.

Si aplicamos voltaje entre los extremos de un semiconductor intrínseco vamos a observar que los electrones que estaban libres se van a desplazar a la izquierda buscando el positivo de la batería.

Cuando un electrón salta a la izquierda, el hueco es reemplazado por otro electrón y da la sensación de que el hueco se estuviera moviendo hacia la derecha. Ahora hablamos de dos flujos de corriente:

Primero.- El flujo de electrones que circulan del negativo al positivo.

Segundo.- El flujo de huecos que circulan del positivo al negativo y al cual se le llama CORRIENTE CONVENCIONAL. Esta denominación porque es el sentido que se uso desde hace mucho tiempo cuando se creía que la corriente circulaba de positivo a negativo.

Dopaje de un semiconductor

Un posibilidad de hacer conducir a un cristal de silicio intrínseco es agregando átomos de impurezas, a esto se le llama dopaje de un semiconductor.

Primera posibilidad.- Añadir átomos pentavalentes como el arsénico, antimonio o fósforo. Tal como se observa en la figura, el átomo pentavalente esta en el centro, rodeado de átomos de silicio, este átomo debería tener 5 electrones, pero comparte 4 y uno queda libre. Mediante esta modalidad se puede aumentar el número de electrones libres.

Segunda posibilidad.- Añadir átomos trivalentes como el aluminio, boro o galio. Observando en la figura, el átomo trivalente esta en el centro. Como tiene 4 átomos de silicio a su alrededor, solamente puede compartir 3 átomos de valencia y con el cuarto un hueco.

Para fabricar estos dispositivos inicialmente se usaba el germanio, pero como no resultó muy eficiente, se perfeccionó el dopado de cristales de silicio, con este se consiguió darle todas las aplicaciones en electrónica que ahora ya conocemos.

Semiconductores Extrínsecos

Un semiconductor es extrínseco cuando se ha logrado dopar para conseguir que tenga un exceso de electrones o un exceso de huecos, según esta disposición existen dos tipos de semiconductores:

SEMICONDUCTORES TIPO N.- El silicio ha sido dopado con impurezas pentavalentes y se consigue un exceso de electrones, por este motivo se le llama tipo N. Al aplicar una tensión los electrones se desplazan a la izquierda y los huecos a la derecha. Cuando un hueco llega al extremo derecho se re-combina con un electrón de la batería. Mientras que para el lado izquierdo, una gran cantidad de electrones pasan al conductor para dirigirse al positivo de la batería.

SEMICONDUCTORES TIPO P.- El silicio ha sido dopado con impurezas trivalentes y se consigue un exceso de huecos, por este motivo se le llama tipo P. Al aplicar una tensión los electrones se desplazan a la izquierda y los huecos a la derecha. Una gran cantidad de huecos llega al extremos derecho, estos se re-combinan con los electrones que vienen de la batería. Para el lado izquierdo, la poca cantidad de electrones se dirige el polo positivo de la batería.