Semiconductores 01, Estructura Atomica, Intrínseco, Extrínseco, Impurezas pentavalentes, trivalentes

Introducción a los Semiconductores

Resumen de la Sección: En esta sección introductoria, se aborda la importancia de los semiconductores en la electrónica moderna y se menciona que todos los dispositivos electrónicos actuales contienen componentes semiconductores.

Estructura Atómica y Semiconductores

• Se inicia explicando la estructura atómica como base para comprender los semiconductores.

• El número atómico de un material indica su estructura atómica, determinando la cantidad de electrones y protones en cada átomo.

• Los átomos tienen órbitas donde giran electrones alrededor del núcleo formado por protones.

• La función principal de los protones es mantener a los electrones en sus órbitas, creando un equilibrio natural en el átomo.

• Los electrones más cercanos al núcleo experimentan mayor atracción que los alejados, lo que facilita liberar electrones de las capas externas.

Capas de Valencia y Conductividad

• Los electrones liberados se convierten en "electrones libres", permitiendo la conductividad eléctrica.

• En las capas de valencia no hay contacto entre electrones, siguiendo una distribución específica según el número atómico del material.

Conductividad del Cobre y Germanio

Resumen de la Sección: Se analiza la estructura atómica del cobre y el germanio para comprender su conductividad como materiales semiconductores.

Estructura Atómica del Cobre

• El cobre tiene 29 protones y 29 electrones distribuidos en capas de valencia, siendo un excelente conductor debido a tener un electrón libre en su última capa.

Estructura Atómica del Germanio

Germanio y Semiconductores

Resumen de la Sección: En esta sección, se explora el germanio y los semiconductores, centrándose en la estructura cristalina del silicio y su comportamiento como aislante, conductor y semiconductor.

Germanio y Estructura Cristalina

• Los átomos de silicio forman una estructura cristalina donde comparten electrones en enlaces covalentes.

• La regla del octeto de Lewis establece que los átomos completan sus capas de valencia con 8 electrones para lograr estabilidad.

• Un cristal puro de silicio, siguiendo la regla del octeto, actúa como aislante al no tener electrones libres.

Conductividad en Semiconductores

• Los conductores tienen baja resistencia debido a la presencia de electrones libres con una pequeña excitación.

• Los aislantes presentan alta resistencia ya que es difícil generar electrones libres incluso con una gran excitación.

Comportamiento de Semiconductores

• Al excitar un cristal de silicio, pueden aparecer huecos (cargas positivas) que atraen electrones vecinos.

• En un semiconductor intrínseco puro, hay huecos y electrones libres, actuando como aislante perfecto.

Dopaje en Semiconductores

• El dopaje con impurezas pentavalentes incrementa la conductividad al introducir electrones adicionales.

• Las impurezas trivalentes generan huecos en el cristal dopado, creando un semiconductor tipo p (positivo).

Control de Conductividad en Semiconductores

Resumen de la Sección: Aquí se aborda cómo los fabricantes controlan la conductividad mediante el dopaje con impurezas pentavalentes o trivalentes.

Control de Conductividad

• Cuantas más impurezas pentavalentes se añadan a un semiconductor intrínseco, mayor será la cantidad de electrones libres.

Tipos de Semiconductores Dopados

• Un semiconductor tipo n contiene impurezas donadoras que aportan cargas negativas por cada átomo pentavalente agregado.

Dopaje con Impurezas Aceptadoras

• Introducir impurezas trivalentes al cristal crea huecos que pueden aceptar electrones libres, formando un semiconductor tipo p (positivo).

Conceptos Clave sobre Semiconductores

Resumen de la Sección: Se repasan conceptos fundamentales sobre semiconductores como dopaje, estructura atómica y tipos específicos según las impurezas utilizadas.

Conceptos Fundamentales