Curso de electrónica básica #2.07 - Teoría de semiconductores

Los semiconductores son componentes electrónicos basados en la propiedad de ciertos como el silicio o el germanio, de comportarse conductores o como aislantes bajo determinadas condiciones o estímulos externos o su estructura interna.

Dichos estímulos pueden ser por ejemplo, la luz, el calor, la presión y entre otras variables físicas como tal.

Los semiconductores hechos por el hombre se pueden encontrar en los componentes que veremos más adelante, como son por ejemplo, los transistores, diodos, tiristores y demás. Estos realizados a base de silicio mayormente.

Los elementos están formados de átomos que a su vez están formado de electrones en el exterior y un núcleo de protones y neutrones

Figura 1: Estructura del átomo

Los semiconductores fueron realizados de una manera que solucionan muchos problemas de la electrónica.

La estructura del silicio común como semiconductor es la siguiente:

Figura 2: Estructura del silicio común

Estos se dividen en dos tipos.

Semiconductores intrínsecos

Debido a la agitación térmica, es decir aumento de la temperatura, estos presentan un electrón libre dejando un hueco en su lugar. un hueco es un espacio donde se ausenta un electrón.

Figura 3: Semiconductor intrínseco

Semiconductores extrínsecos

Estos son raramente usados en electrónica, pues se tiene que aplicar mucha energía para crear un cristal de silicio extrínseco, estos presentan electrones libres aparte de los que están en sus enlaces covalentes.

Un tipo de semiconductor extrínseco son los dopados que son semiconductores a los que se les agregan impurezas y estos si son muy utilizados en la electrónica.

Material tipo N

Poseen impurezas que agregan un electrón extra a los enlaces.

Figura 4: Material tipo N

Material tipo P

Son materiales que poseen impurezas que agregan huecos en su estructura.

Figura 5: Material tipo P

Unión PN

Esto es cuando los semiconductores son útiles, empezando con el diodo, que solo permite la circulación de corriente por un solo sentido.

Por ejemplo está esta unión PN sin polarizar donde la barrera e formación se formará.

Figura 6: Unión PN con barrera de potencial en formación

Acá ya estará formado su barrera de potencial.

Figura 7: Unión PN con barrera de potencial formada

Polarización directa

Cuando la unión PN está polarizada directamente se representa de la siguiente forma. La corriente circula normalmente.

Figura 8: Polarización directa de la unión PN

Polarización inversa

En esta parte la corriente es nula, se representa con la siguiente gráfica.

Figura 9: Polarización inversa de la unión PN

Conclusiones

• Los semiconductores se son elementos que se comportan como aislantes y conductores dependiendo de las variables externas del material.
• Un semiconductor extrínseco fabricado por el hombre son los que tienen impurezas que hacen que sean de tipo de material N o P.
• Los materiales N o P no son casi útiles por si solo, pero uniéndolos entre si pueden ser mu efectivos
• De los semiconductores se tiene una gran cantidad de componentes activos.

Referencias

• Electrónica Moderna de Cekit.