1.1 Definición de semiconductor

Transcripción

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2 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

3 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

4 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.

5 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.

6 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.

7 Gap de energía de distintos compuestos y movilidades Compuesto Brecha de energía (ev) Movilidad de electrones (cm²/v s) ZnS 3, GaP 2, GaAs 1, GsSb 0, InSb 0, InAs 3,2 180 ZnO 2, Movilidad huecos (cm²/v s) Gap de energía de algunos aislantes y conductores

8 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

9 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

10 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

11 3.- Aplicaciones Tienen multitud de aplicaciones hoy en día: -Aplicaciones de telecomunicaciones -Memorias -Radiocomunicaciones -Supervisores -Transistores, termistores, traductores de presión -Rectificadores, etc...

12 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: -