Página 28 - Coordinación de Servicios de Información

energía separa los electrones de la banda de conducción. Son pocos los electrones que
poseen la energía suficiente para rebasar la zona prohibida hacia la banda de conducción.
En consecuencia, el diamante es un excelente aislante eléctrico. Un comportamiento simi–
lar se observa en casi todos los materiales enlazados de modo covalente y de modo iónico.
Aunque el g e r ma n i o , el s i l i c i o y el e s t a ñ o tienen la misma estructura cristalina y de bandas
que el diamante, la brecha de energía es menor. De hecho, la banda de energía en el
estaño es tan pequeña que normalmente se comporta como un metal. La banda o brecha
es algo ma y o r en el silicio y en el g e rma n i o , estos e l emen t os se compo r t an como
semiconductores.
3.3.8. T I POS DE SEM I CONDUCTORES
En los semiconductores existe una fracción útil de electrones de valencia que pueden brincar
la brecha energética o banda prohibida. El electrón es un portador negativo en la banda de
conducción, mientras que el hoyo electrónico dejado por el electrón es un portador positivo
en la banda de valencia.
• 3 . 3 . 8 . 1 . SEM I CONDUCTORES I NTR Í NSECOS
Son semiconductores intrínsecos aquellos cristales que p e rma n e c e n p u r o s . La diferencia
entre los semiconductores y aislantes radica en el tamaño de la brechas energéticas. Su
c o n d u c t i v i d a d e s t á d e t e r m i n a d a p o r s u s p r o p i e d a d e s c o n d u c t o r a s i nhe r en t es . Se da
la conductividad eléctrica entre semiconductores puros, como. Si, Ge o Ga, As. Estos
semiconductores dependen de las brechas energéticas de los elementos puros. Ejemplos:
Ge, Si, A l , etcétera.
• 3 . 3 . 8 . 2 . S EM I CONDUC TORE S EXTR Í NSECOS . Estos dependen de las impurezas
(dopante) que contenga el sólido. Las impurezas alteran las características semiconductoras
de los ma t e r i a l e s introduciendo electrones extras u hoyos extras. Estos pueden se
e x t r í n s e c o s t i p o " n " o " p " .
Dopante: Impureza que se agrega voluntariamente a un semiconductor extrínseco.
Impureza: Toda especie que difiere de la especie anfitriona, o disolvente.
3.3.8.3. SEMI CONDUCTORES DE TIPO " N " . Cuando en un cristal de silicio con 4 electrones
de valencia por átomo, se introducen algunos átomos de antimonio, arsénico o bismuto,
que poseen 5 electrones de valencia, se producen enlaces covalentes incompletos dando
lugar a cargas negativas libres en el cristal. El silicio que contiene este tipo de impurezas
presenta exceso de electrones (n= exceso de cargas negativas). Estos electrones en exceso
requieren una menor energía adicional para pasar a la banda de conducción, debido a que
no son parte de los enlaces covalentes de la estructura. Et electrón adicional de los elementos
del grupo 5, residen en un nivel superior a la banda prohibida del Si,
3.3.8.4. SEM I CONDUCTORES TIPO " P " . Si al silicio en estado puro se le introducen
impurezas que, como el indio, el aluminio, el galio o el boro (de valencia 3), sólo dispongan
de tres electrones de valencia, el enlace covalente será otra vez incompleto, quedando en
el cristal huecos positivos sin rellenar por un electrón. Cuando estos elementos son
incorporados al silicio como impurezas, aparecen los hoyos (p= exceso de cargas positivas).
El aluminio al tener valencia 3 dentro de la red del Silicio produce vacancias de electrones
(vacancia es iguala carga positiva). En este caso la conducción se lleva a cabo por el
movimiento de vacancias o huecos, la carga positiva (vacancias) se mueve hacia el electrodo
negativo. El movimiento de los huecos positivos lleva en realidad a el movimiento de los
electrones en dirección opuesta.