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Materiales para la electrÓ/lica
electrones
Ee
Impurezas donadoras
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", ~ ---w :1=,m==pu=,=.=,.=s=.=c=.=p=,o=,=es::::
huecos + + + + Po
Figura 11.24. Diagrama de las diferentes cargas eléctricas en el semiconductor.
Veamos la utilidad de la ecuación de neutralidad eléctrica analizando la cantidad
de portadores, h uecos y electrones que se tienen en un semiconductor tipo n
(N.... = 11 .... = P .... = O), a una temperatura lo suficientemente alta para que las impurezas
estén ionizadas, y suficientemente baja para que la cantidad de portadores intrínsecos
no sea muy elevada. El silicio a la temperatura ambiente corresponde a este caso.
Si todas las impurezas están ionizadas:
1/ 0 = O
Si sólo tenemos impurezas donadoras:
N, = O
La ecuación de neutralidad eléctrica en este caso es:
Con la ecuación de la ley de acción de masas se obtiene:
No +...JN ~ +4n f
1/ 0 = 2 -No (11.31)
La posición del nivel de Fermi es una funci ón
del contenido de impureza en el material y de la
temperatura. En un semiconductor intrínseco
encontramos que el nivel de Fermi permanece
aproximadamente en el centro de la banda pro–
hibida de energía para cualquier temperatura,
mientras que en un semiconductor extrínseco la
posición del nivel de Fermi depende del estad o
de ionización de las impurezas.
Si estudiamos un semiconductor tipo /1, en–
contramos que en el cero absoluto de tempera–
tura no hay electrones ni huecos para la condllC–
ción. Conforme la temperatura aumenta, la
formación de electrones es favorecida por la io-
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