PROPIEDADES ELECTRONICAS DE LOS

MATERIALES

SEMICONDUCTORES

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SEMI-CONDUCTORESINTRODUCCION

Un semiconductor se puede convertir en un conductor o en un aislante dependiendo de la conveniencia

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SEMI-CONDUCTORESHUECOS Y ELECTRONES

Los electrones y los huecos se crean por pares. Las reglas de los electrones “van a revés” para los huecos.

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SEMI-CONDUCTORES

SEMICONDUCTOR INTRINSECO

En un semiconductor intrínseco, la concentración de electrones para conducir es igual a la concentración de huecos.

Ni = concentración de portadores en equilibrioPara Si → Ni = 1.5 x 1010 1/cm3 a temperatura ambiente

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SEMI-CONDUCTORESDOPAJES

> Los semiconductores se dopan para generar una mayor cantidad de portadores

> Dopajes con elementos del grupo V: As, Sb, Bi → Donan e- (Nd)> Dopajes con elementos del grupo III: B, Al, Ga → Donan h+ (Na)

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SEMI-CONDUCTORESRESISTIVIDAD

pn pnq /1

m640> Para Si Intrínseco

Supongamos que dopamos con Na y Nd. Por conservación de la carga

NanNdp 00

Donde 2

00 inpn

Normalmente solo Nd >> Na o Na >> Nd. En cada caso, cuando estas cantidades son >> ni, entonces

ó Nap

Ndn

0

0

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SEMI-CONDUCTORESRESISTIVIDAD (Cont)

Normalmente Si se dopa con Nd ≈ 1017 1/cm3 ≈ n0

Entonces hay un aumento en la conductividad de aproximadamente 7 ordenes de magnitud!

Podemos manipular un semiconductor y convertirlo en un metal!

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SEMI-CONDUCTORESDIAGRAMA DE ENERGIA

KTEiEfienn /)(

0

Nivel de Fermi nos ayuda a medir la cantidad de portadores disponibles para la conducción

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SEMI-CONDUCTORESJUNTURA PN

Juntamos dos materiales de manera abrupta

Difusión

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SEMI-CONDUCTORESJUNTURA PN (Cont)

Lo más importante es la formación de la zona de agotamiento

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SEMI-CONDUCTORESDIAGRAMA ENERGIA JUNTURA PN

En equilibrio 0dx

dEf

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SEMI-CONDUCTORES

DIAGRAMAS PARA UNA JUNTURA PN

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SEMI-CONDUCTORESPOLARIZACIÓN

1nkT

qV

OD

D

eII Ec del diodo

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SEMI-CONDUCTORESTRANSISTORES

Un transistor se diseña para funcionar como un switch. Puede estar conduciendo como un metal o no conduciendo como un aislante

> BJT> FET> Transistores Modernos

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SEMI-CONDUCTORESBJT (Bipolar Junction Transistor)

> Inventado en 1947 en Bell Laboratories.> Ha revolucionado la electrónica, reemplazando los tubos de vacio

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SEMI-CONDUCTORESFET (Field Effect Transistor)

> Base de la electrónica digital moderna

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SEMI-CONDUCTORES

TRANSISTOR DE TUNELAMIENTO

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SEMI-CONDUCTORESSET (Single Electron Transistor)

La base de su funcionamiento es el tunelaje

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SEMI-CONDUCTORESSET (Single Electron Transistor)