Es un elemento que funciona como un conductor o comoun aislante dependiendo de algunos factores, como elcampo eléctrico o magnético, la radiación, la presión o latemperatura del ambiente en el que se encuentre.

Se dice que un semiconductor es “intrínseco” cuandose encuentra en estado puro, o sea, que no contieneninguna impureza, ni átomos de otro tipo dentro desu estructura. En ese caso, la cantidad de huecos quedejan los electrones en la banda de valencia alatravesar la banda prohibida será igual a la cantidadde electrones libres que se encuentran presentes enla banda de conducción.

Cuando se eleva la temperatura de la red cristalina deun elemento semiconductor intrínseco, algunos de losenlaces covalentes se rompen y varios electronespertenecientes a la banda de valencia se liberan de laatracción que ejerce el núcleo del átomo sobre losmismos. Esos electrones libres saltan a la banda deconducción y allí funcionan como “electrones deconducción”, pudiéndose desplazar libremente de unátomo a otro dentro de la propia estructura cristalina,siempre que el elemento semiconductor se estimulecon el paso de una corriente eléctrica.

Como se puede observar en la ilustración, en el casode los semiconductores el espacio correspondiente ala banda prohibida es mucho más estrecho encomparación con los materiales aislantes. La energíade salto de banda (Eg) requerida por los electronespara saltar de la banda de valencia a la de conducciónes de 1 eV aproximadamente. En los semiconductoresde silicio (Si), la energía de salto de banda requeridapor los electrones es de 1,21 eV, mientras que en losde germanio (Ge) es de 0,785 eV.

Cristal Semiconductor intrínseco:A simple vista es imposible que un semiconductor permita el movimiento de electrones a través de sus bandas de energía

Idealmente, a T=0ºK, el semiconductor es un aislante porque todos los e- están formando enlaces.

Pero al crecer la temperatura, algún enlace covalente se puede romper y quedarlibre un e- para moverse en la estructura cristalina.

Representaciónbidimensional de laestructura cristalina

del Si

Para aumentar la conductividad (que sea más conductor) de unSC (Semiconductor), se le suele dopar o añadir átomos deimpurezas a un SC intrínseco, un SC dopado es un SC extrínseco.

Tenemos un cristal de Siliciodopado con átomos de valencia 5.

Los átomo de valencia 5 tienen unelectrón de más, así con unatemperatura no muy elevada (atemperatura ambiente porejemplo), el 5º electrón se haceelectrón libre. Esto es, como solose pueden tener 8 electrones en laórbita de valencia, el átomopentavalente suelta un electrónque será libre.

Semiconductor tipo nEs el que está impurificado con impurezas "Donadoras", que son impurezaspentavalentes. Como los electrones superan a los huecos en un semiconductor tipon, reciben el nombre de "portadores mayoritarios", mientras que a los huecos se lesdenomina "portadores minoritarios".Al aplicar una tensión al semiconductor de la figura, los electrones libres dentro delsemiconductor se mueven hacia la izquierda y los huecos lo hacen hacia la derecha.Cuando un hueco llega al extremo derecho del cristal, uno de los electrones delcircuito externo entra al semiconductor y se recombina con el hueco.

Son los que están dopados, con elementos pentavalentes, como por ejemplo (As, P, Sb).Que sean elementos pentavalentes, quiere decir que tienen cinco electrones en la últimacapa, lo que hace que al formarse la estructura cristalina, un electrón quede fuera deningún enlace covalente, quedándose en un nivel superior al de los otros cuatro. Comoconsecuencia de la temperatura, además de la formación de los pares e-h, se liberan loselectrones que no se han unido.

Como ahora en el semiconductor existe un mayor número de electrones que de huecos, sedice que los electrones son los portadores mayoritarios, y a las impurezas se las llamadonadoras.

En cuanto a la conductividad del material, esta aumenta de una forma muy elevada, porejemplo; introduciendo sólo un átomo donador por cada 1000 átomos de silicio, laconductividad es 24100 veces mayor que la del silicio puro.

Semiconductor tipo pEs el que está impurificado con impurezas "Aceptoras", que son impurezas trivalentes.Como el número de huecos supera el número de electrones libres, los huecos son losportadores mayoritarios y los electrones libres son los minoritarios.Al aplicarse una tensión, los electrones libres se mueven hacia la izquierda y los huecos lohacen hacia la derecha. En la figura, los huecos que llegan al extremo derecho del cristalse recombinan con los electrones libres del circuito externo.

En este caso son los que están dopados con elementos trivalentes, (Al, B, Ga, In). Elhecho de ser trivalentes, hace que a la hora de formar la estructura cristalina, dejen unavacante con un nivel energético ligeramente superior al de la banda de valencia, pues noexiste el cuarto electrón que lo rellenaría.

Esto hace que los electrones salten a las vacantes con facilidad, dejando huecos en labanda de valencia, y siendo los huecos portadores mayoritarios.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/default.htm

http://fisicauva.galeon.com/aficiones1925813.html

http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_1.htm

http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/dopado.asp

http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor

http://antonblog.blogdiario.com/1177116840/materiales-semiconductores/

http://www.arqhys.com/construccion/semiconductores-aplicaciones.html

http://diego-electronicabasica.blogspot.com/2009/02/materiales-conductoressemiconductores-y_677.html