TEMA 6: SEMICONDUCTORES
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- Elvira Zúñiga Nieto
- hace 8 años
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1 6.3 Semiconductores extrínsecos Aquel semiconductor sin defectos cristalinos pero con impurezas añadidas (semiconductor dopado) Tipos de impurezas: Dadoras: Aquellas impurezas con 1 electrón de más en la última capa. Ejemplo: Si (3s 2, 3p 2 ) dopado con As (4s 2, 4p 3 ) Aceptoras: Aquellas impurezas con 1 electrón de menos en la última capa. Ejemplo: Si (3s 2, 3p 2 ) dopado con Ga (4s 2, 4p 1 )
2 6.3 Semiconductores extrínsecos Tipos de semiconductores extrínsecos: Tipo n: Tipo p: Están dopados con impurezas dadoras Llamaremos a la concentración de impurezas N d Hay más electrones que huecos, luego n >> p Los electrones son los portadores mayoritarios y los huecos minoritarios Están dopados con impurezas aceptoras Llamaremos a la concentración de impurezas N a Hay más huecos que electrones, luego n << p Los huecos son los portadores mayoritarios y los electrones minoritarios
3 6.3 Semiconductores extrínsecos Tipos de semiconductores extrínsecos: Tipo compensado: Están dopados con impurezas dadoras y aceptoras Si N d > N a entonces n > p Si N d < N a entonces n < p
4 E F NO ESTA EN EL CENTRO DE E g! 6.3 Semiconductores extrínsecos Concentración de portadores: Mismas expresiones: Semic.tipo N: E F cerca de la BC (E C E F ) << (E F E A ) Semic.tipo P: E F cerca de la BV (E C E F ) >> (E F E A ) n e BC n e BC E C E D E F E C E F E V n h BV E V E A n h BV
5 6.3 Semiconductores extrínsecos (cont) Ejemplo de impureza dadora: As(4s 2, 4p 3 ) CON POCA ENERGIA SE GENERAN e - MOVILES Punto de vista enlaces: sin necesidad de romper enlace Punto de vista bandas: nivel extra E D cerca de la banda de conducción:
6 6.3 Semiconductores extrínsecos (cont) Ejemplo de impureza dadora: As(4s 2, 4p 3 ) CON POCA ENERGIA SE GENERAN e - MOVILES Punto de vista enlaces: sin necesidad de romper enlace Punto de vista bandas: nivel extra E D cerca de la banda de conducción: La energía necesaria para conducir es E C E D << Eg
7 6.3 Semiconductores extrínsecos (cont) Ejemplo de impureza aceptora: Ga (4s 2, 4p 1 ) Enlaces: enlace libre (hueco) sin necesidad de generar e - Bandas: nivel extra E A cerca de la banda de valencia:
8 6.3 Semiconductores extrínsecos (cont) Ejemplo de impureza aceptora: Ga (4s 2, 4p 1 ) Enlaces: enlace libre (hueco) sin necesidad de generar e - Bandas: nivel extra E A cerca de la banda de valencia: La energía necesaria para conducir es E A E D << Eg
9 6.4 Ionización de impurezas Agitación térmica: Semic.tipo N: los electrones extra se liberan con facilidad energía necesaria pequeña δ E = E C E D rompe enlaces ioniza impurezas Semic.tipo P: (= semic. intrínsecos) ( NUEVO, extrínsecos!) los enlaces extra se ocupan con facilidad energía necesaria pequeña δ E = E A E V
10 6.4 Ionización de impurezas Aproximación a T 300 K: Semiconductores tipo N: depende fuertemente de T casi todas las impurezas se han ionizado (electrón extra ) muy pocos enlaces se han roto (pocas parejas e - / h + ) los electrones provienen casi todos de las impurezas Semiconductores tipo P: casi todas las impurezas se han ionizado (hueco extra ) muy pocos enlaces se han roto (pocas parejas e - / h + ) los huecos provienen casi todos de las impurezas
11 6.4 Ionización de impurezas Aproximación a T >> 300 K: Semiconductores tipo N: todas las impurezas se han ionizado muchos enlaces se han roto (muchas parejas e - / h + ) los electrones provienen: de las impurezas Semiconductores tipo P: todas las impurezas se han ionizado de los enlaces rotos muchos enlaces se han roto (muchas parejas e - / h + ) los huecos provienen: de las impurezas de los enlaces rotos
12 6.4 Ionización de impurezas Silicio dopado con fósforo: p = n i2 /n T (K) N d n i 2 n p m m m m m m m m -3 e- de impurezas + e- enlaces ionizadas
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