Portadores Portadores mayoritarios y minoritarios minori tarios en los materiales tipo N y tipo P Instituto Tecnológico de Celaya Departamento de ingeniería Mecatrónica Omar Hassan Vázquez Abdala,
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Materiales Tipo N En un semiconductor tipo N, el cual consiste en un material semiconductor puro al cual se le han agregado átomos de otro elemento químico que posea al menos un electrón adicional al que posee naturalmente dicho semiconductor (usualmente Fósforo, Arsénico o Antimonio); hay en total más electrones libres debido a los átomos de las impurezas agregadas, que huecos, por lo cual en este tipo de material semiconductor, los
Materiales Tipo P Para el caso de un semiconductor tipo P, que consisten en un material semiconductor puro al cual se le han agregado átomos de otro elemento químico que pertenece al grupo III de la tabla periódica de los elementos (usualmente Aluminio, Galio, e Indio) los portadores mayoritarios son los huecos (o carencia de electrones), mientras que los portadores minoritarios son los electrones.
electrones son los portadores mayoritarios,
Ahora los huecos se denominan portadores
mientras que los huecos (carencia de un
mayoritarios, porque superan en número a
electrón), son los portadores minoritarios.
los electrones libres y éstos se denominarán
Como el número de electrones es mayor que el de huecos, los electrones reciben el nombre de portadores mayoritarios, y los
portadores minoritarios. Lo anterior se puede apreciar mejor en la figura número 2 mostrada a continuación.
huecos portadores minoritarios. Lo anterior se puede apreciar mejor en la figura número 1 mostrada a continuación.
Figura 2 Materiales tipo P Figura 1 materiales tipo N
Para
Comprenderlo mejor se cuenta con la tabla número 1 y que muestra a continuación y
Electrones y huecos procedentes de impurezas no deseadas.
que permite observar de una manera más grafica que rol se juega dentro de la estructura del silicio en los materiales tipo N
Habitualmente, a temperatura ambiente, el nivel de dopado es tal que los huecos
y tipo P con los portadores mayoritarios y
procedentes de él superan en varios órdenes
minoritarios.
de magnitud al resto de portadores. Ello confiere el carácter global P del material. Sin Tabla 1
Material Silicio Puro Silicio tipo P Silicio tipo N
Portadores Mayoritarios Huecos Electrones
embargo, ha de tenerse en cuenta que Portadores Minoritarios Electrones Huecos
existen electrones. En este caso, los huecos son los portadores mayoritarios, y los electrones los minoritarios. Si se trata de un material
de
tipo
N,
los
portadores
mayoritarios serán los electrones, y los minoritarios siguiente
se
los
huecos.
pretende
Con
la
tabla
rematar
estos
conceptos.
Estructuras de atómicas En un semiconductor intrínseco las concentraciones de huecos y de electrones pueden alterarse mediante la adición de pequeñas cantidades de elementos llamados impurezas o dopantes, a la composición cristalina.
Figura 3 Estructura de silicio dopada.
Si la introducción de impurezas se realiza de manera controlada pueden modificarse las propiedades
eléctricas
en
zonas
determinadas del material. Así, se habla de dopado tipo P ó N (en su caso, de silicio P ó N) según se introduzcan huecos o electrones respectivamente. Centrémonos ahora en el silicio tipo P. En la práctica, a temperatura mayor que cero este material estará formado por:
Huecos procedentes del dopado.
Huecos
procedentes
de
la
generación térmica de pares e-/h+.
Electrones
procedentes
de
generación térmica de pares e-/h+.
la
