Semiconductores tipo n

Índice
1.- Introducción
1.1- Definición
1.2-Modelo de bandas de energía
1.3- Materiales intrínseco y extrínseco
2.-Tipos de materiales semiconductores
2.1- Estequiométricos (aislantes)
2.2- Imperfecciones (amorfos)
3.-Aplicaciones
4.-Bibliografía
1. Introducción
1.1 Definición de semiconductor
Un material superconductor se define como aquel
material cuya conductividad eléctrica está
comprendida entre la de los metales, muy conductores
y los aislantes, muy poco conductores
diodo
IGBT
Material
base
1.2 Modelo de banda
El modelo de bandas aplicadas a aislantes consiste
en una banda de valencia de energía inferior llena
y una banda de conducción de mayor energía vacía
Formación de bandas de
energía como función de la
separación de los átomos. Si
existen muchos átomos cada
nivel de energía se divide en
un conjunto casi continuo de
nivel que constituyen una
banda.
1.3. Materiales intrínsecos y extrínsecos
- Materiales intrínsecos; Son semiconductores puros
cuya conductividad eléctrica viene determinada por sus
propiedades conductoras inherentes.
- Materiales extrínsecos; Son soluciones sólidas
sustitucionales muy diluidas en las que los átomos de las
impurezas, soluto, poseen características de valencia
diferentes de las del disolvente que sustituye la red
atómica. La concentración de los átomos de impurezas
añadidos a estos semiconductores están normalmente
en el rango de 100 a 1000 partes por millón (ppm). Estos
materiales también se denominan de tipo n o negativos.
2.- Tipos de materiales
2.1 Estequiométricos (aislantes)
Son elementos formados por estructura cristalinas y de
bandas similares a Silicio y Germanio.
Estos elementos se caracterizan por tener 2 electrones p
en su capa externa, debería tener por ello alta
conductividad, pero no ocurre.Esto es debido a
restricciones provocadas por enlaces covalentes,
produciéndose una hibridación.
Gap de energía de distintos compuestos y movilidades
ZnS
Brecha de
energía
3,54 (eV)
Movilidad de
electrones
180 (cm²/V· s)
Movilidad
huecos
(cm²/V· s)
5
GaP
2,24
300
100
GaAs
1,35
8800
400
GsSb
0,67
4000
1400
InSb
0,165
78000
750
InAs
3,2
180
ZnO
2,42
400
Compuesto
Gap de energía de algunos aislantes y conductores
2.2- Imperfectos (amorfos)
Aquellos compuesto iónicos que puedan impurificarse o
doparse con átomos aniónicos ó catiónicos.
Tipos:
- Semiconductores tipo n : Al material imperfecto se
le añade en exceso átomo catiónicos, volviéndose el
material semiconductor.
- Semiconductor tipo p : El material está impurificado
o dopado con átomos aniónicos convirtiéndose en
semiconductor
Estructura de materiales de tipo n y p:
En un semiconductor con átomos
dadores (como P en Si), el nivel dador
se encuentra justo por debajo de la
banda de conducción. Los electrones
son promocionados fácilmente a la
banda de conducción, semiconductor
de tipo n.
En un conductor con átomos aceptores
(Al en Si), el nivel aceptor se
encuentra justo por encima de la
banda de valencia. Los electrones son
promovidos fácilmente al nivel
aceptor dejando agujeros positivos
en la banda de valencia,
semiconductor tipo p
Ejemplo de material tipo n; ZnO
Semiconductor tipo n
(exceso de
electrones), los átomos
libres de Zn se ionizan
y quedan libre
electrones
Ejemplo de material tipo p : FeO
Semiconductor no
estequiométrico,se
sustituyen iones Fe2+
por iones Fe+3,
quedando unavacante en
el material aceptora de
electrones
3.- Aplicaciones
Tienen multitud de aplicaciones hoy en día:
-Aplicaciones de telecomunicaciones
-Memorias
-Radiocomunicaciones
-Supervisores
-Transistores, termistores, traductores de presión
-Rectificadores, etc........
4.- Bibliografía
- Fundamentos de la ciencia de los materiales e
ingeniería de materiales, William F.Smith
- La ciencia e ingeniería de los materiales,
Donald R. Askeland
- Internet:
- www.fis.puc.cl