Semiconductores: Tipos, Dopado y Unión P-N

Semiconductores

Un semiconductor se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de ciertos factores. El más utilizado es el silicio, seguido del germanio.

Tipos de Semiconductores

Intrínsecos

Cuando el cristal de silicio se encuentra a temperatura ambiente, algunos electrones pueden absorber la energía necesaria para saltar a la banda de conducción, dejando un hueco correspondiente en la banda de valencia. Estos huecos se llaman portadores. Si se somete el cristal a una diferencia de potencial, se producen dos corrientes eléctricas al desplazarse los electrones y los huecos. En los semiconductores, la banda prohibida es mucho más estrecha que en los aislantes.

Extrínsecos

Se les añade un pequeño porcentaje de impurezas, las cuales deben formar parte de la estructura cristalina. Se clasifican en tipo N y tipo P.

Tipo P

Se obtiene mediante un proceso de dopado, añadiendo ciertos átomos para aumentar el número de portadores de cargas libres. El material dopante libera los electrones más débilmente. Los átomos del semiconductor, que ahora actúan como aceptores y han perdido un electrón, se conocen como huecos.

Tipo N

Se realiza un proceso de dopado, añadiendo ciertos átomos al semiconductor para aumentar el número de portadores de cargas libres. El propósito es producir una abundancia de electrones portadores en el material.

Unión P-N

Se dopa una de las caras de una lámina de silicio intrínseco con dopantes tipo P, y la otra cara con dopantes tipo N. Se crea una pequeña frontera entre los dos semiconductores. En la zona N hay un balance de cargas positivo, y en la zona P hay ahora más electrones, lo que resulta en un balance de cargas negativo.

Polarización

La tensión aplicada se emplea para:

• Vencer la barrera del potencial.
• Mover los electrones.

Polarización Directa

Se establece un flujo de electrones en un sentido y de huecos en el sentido opuesto en el semiconductor polarizado de forma directa.

Polarización Inversa

Aumenta la anchura de la barrera del potencial. Si la tensión inversa aumenta mucho, se produce la rotura por avalancha.