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PROPIEDADES ELECTRONICAS DE LOS
MATERIALES
SEMICONDUCTORES
Est Solido
2006-I
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-CONDUCTORES
DIAGRAMA 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)