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01ICONDUCTOR0 R. Guaita, E. Herrera Estudiantes de Electrónica General, Universidad de las uer!as Armadas ES"E#$. $atacun%a, Cotopaxi, Ecuador.
— Abstract
Semiconductors are elements that have a lower than a metal but above an insulating conductive electrical conductivity. The most commonly used semiconductor is silicon, since it is the element with the highest abundance in nature, in addition to these there are also made of germanium and selenium semiconductors. Semico Semicondu nducto ctorr is an element element which beh behave avess as a conductor or as an insulator depending on various factors, such as electric or magnetic field, pressure, radiation radiation impinging it, or the ambient temperature temperature in which it is found. Semiconductors are characterized by between 3 or 4 valence valence electr electrons ons in its last last layer layer,, the electr electrical ical behavior of a semiconductor is characterized by the follow following ing phe phenom nomena ena the free free electr electrons ons carry carry a negative charge and head towards the positive pole of the battery.
I. INTRODUCCIÓN Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica inferior a la de un cond conduc ucto torr metá metálic licoo pero pero supe superi rior or a la de un aislante. l semiconductor más utili!ado es el silicio" pues es el elemento que tiene ma#or a$undancia en la naturale!a" además de este tipo tam$ién e%isten semi semico cond nduc ucto tore ress ela$ ela$ora orado doss de &erm &erman anio io # selenio.
, l cone conect ctar ar un unaa pila pila"" circu circula la un unaa corr corrie iente nte eléctrica en el circuito cerrado" siendo constante en todo momento el n)mero de electrones dentro del cristal de silicio.
II. TI/O0 D 01ICONDUCTOR0 A. Conducción Intrínseca
s un semiconductor puro. qu2 se encuentran los elementos tetravalente" que al compartir todos sus elec electr tron ones es es cons consid ider erad adoo como como un aisl aislan ante te perfecto # no contri$u#e a la conductividad eléctrica" pero para que ocurra este fen*meno la temperatura de$e estar en cero a$soluto. n caso que se le someta a un proceso térmico para elevar la temper temperatu atura ra este este semico semicondu nducto ctorr perder perderáá un electr*n lo cual de3a un -ueco que contri$u#e a la conductivida conductividad. d. n un semiconduct semiconductor or intr2nseco intr2nseco tam$ién -a# flu3os de electrones # -uecos" aunque la corriente total resultante sea cero.
B. Conducción Extrínseca
0on los semiconductores que están dopados" es decir decir que con contie tienen nen impure impure!as !as"" se reali! reali!aa este este método para me3orar la conductividad eléctrica. %isten 4 tipos dependiendo del tipo de impure!as que ten&a+ , Impure!a pentavalente+ 0on los elementos en los cuales sus átomos poseen 5 electrones de valencia en su )ltima capa. Como e3emplo se tiene el f*sforo" el antimonio # el arsénico.
Los semiconduc semiconductores tores se caracteri!a caracteri!ann por tener entre ' o ( electrones de valencia en su )ltima capa capa"" el comp compoorta rtamien miento to eléc léctric tricoo de un semiconductor se caracteri!a por los si&uientes fen*menos+
, Impure!a trivalente+ lementos cu#os átomos poseen ' electrones de valencia en su )ltima capa. 3emplo el $oro" el &alio # el indio.
, Los electrones li$res son portadores de car&a ne&ativa # se diri&en -acia el polo positivo de la pila.
C. Semiconductor tipo n
, Los -uecos son portadores de car&a positiva # se diri&en -acia el polo ne&ativo de la pila.
s el qu quee tien tienee un unaa impu impure re!a !a pent pentav aval alen ente te * donadora. 0i un elemento que conten&a en su or$ital e%terior 5 electrones de valencia entra en la red cristalina del silicio" esta se complementa con con ( elec electr tron ones es para para lle& lle&ar ar al equi equili li$r $rio io""
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quedando li$re un electr*n el que provoca que la conducci*n eléctrica me3ore. n este tipo de semiconductor los electrones superan a los -uecos" por ende se los denomina 6portadores ma#oritarios6" mientras que a los -uecos se les denomina 6portadores minoritarios6.
&. Semiconductor tipo p
s el que tiene impure!a trivalente * aceptadora. n este tipo de semiconductores al in&resar este tipo de impure!a en la red cristalina del silicio" forma tres enlaces covalentes" de3ando un cuarto átomo de silicio li$re # un electr*n sin nin&)n tipo de enlace" lo cual &enera un -ueco. n el semiconductor tipo p" el n)mero de -uecos supera el n)mero de electrones li$res" por ende los -uecos son los denominados 6portadores ma#oritarios6 # los electrones li$res son llamados los 6portadores minoritarios6.
i%.'. "orción de la (a)la "eriódica
n la fi&ura" los elementos están identificados con diferentes colores se&)n el &rupo al que pertenecen+ , con fondo &ris corresponden a metales" , con fondo verde a metaloides , # los de fondo a!ul a no metales.
I<. <NC0 = /LICION0 N 01ICONDUCTOR0 E. Arseniuro de Galio *GaAs+
1aterial que se encuentra entre los más importantes para los semiconductores optoelectr*nicos" es un compuesto de &alio # arsénico.
III. 1TRIL0 D LO0 01ICONDUCTOR0 Los materiales semiconductores más conocidos son+ 0ilicio 70i8" 9ermanio 79e8 # 0elenio 70e8" los cuales poseen cuatro electrones de valencia en su )ltimo nivel. :a3o ciertas condiciones estos elementos permiten la circulaci*n de la corriente eléctrica en un solo sentido. sa propiedad se utili!a para rectificar corriente alterna" detectar se;ales de radio" amplificar se;ales de corriente eléctrica" funcionar como interruptores o compuertas utili!adas en electr*nica di&ital" etc. stos materiales forman estructura cristalina. /ara a;adir ener&2a al material semiconductor" además de calor" tam$ién se puede emplear lu!. n la Ta$la /eri*dica e%isten trece elementos que poseen las caracter2sticas de semiconductores" identificados con sus correspondientes n)mero at*mico # &rupo al que pertenecen.
i%.. Arseniuro de Galio *GaAs+
Un cristal de 9as consta de una red de átomos de &alio # arsénico" en la que los átomos de &alio portan una peque;a car&a positiva # los átomos de arsénico una peque;a car&a eléctrica ne&ativa. Componentes -ec-os de arseniuro de &alio se encienden die! veces más rápido que aquellos de silicio" no sufren tan a menudo da;os transmitiendo se;ales anal*&icas # no necesitan muc-a ener&2a. /or estas cualidades el arseniuro de &alio tiene una amplia aplicaci*n en la industria de las telecomunicaciones. 0u principal aplicaci*n es en la construcci*n de circuitos inte&rados a frecuencias de microondas" diodos de emisi*n infrarro3a" diodos láser" células fotovoltaicas # dispositivos optoelectr*nicos en teléfonos celulares # m*viles para la transmisi*n de se;ales.
. Car)uro de Silicio, Car)orundo *SiC+
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l car$uro de silicio se o$tiene de arenas o cuar!o de alta pure!a # coque de petr*leo fusionados en -orno de arco eléctrico a más de 4>>> ?C con la si&uiente composici*n+
li&ero que el aluminio" una lámina de metro cuadrado pesa tan solo >"EE mili&ramos.
0iO4 @ ' C A 0iC @ 4 CO
i%./. Graeno
i%.-. Car)uro de Silicio, Car)orundo *SiC+
s un material semiconductor # refractario que presenta venta3as para ser utili!ado en dispositivos que impliquen tra$a3ar en condiciones e%tremas de temperatura" volta3e # frecuencia. l Car$uro de 0ilicio puede soportar un &radiente de volta3e o de campo eléctrico -asta oc-o veces ma#or que el silicio o el arseniuro de &alio sin que so$reven&a la ruptura. stos semiconductores están caracteri!ados por unas propiedades que los -acen mu# atractivos para su aplicaci*n en electr*nica de potencia. ntre estas propiedades se tiene+ B Una elevada conductividad térmica. – Alta densidad de intensidad máxima.
B 0i&nificativa resistencia de ruptura ante elevados campos eléctricos. 9racias al elevado valor de campo eléctrico de sus principales aplicaciones se centran en la fa$ricaci*n de componentes que operan a elevado volta3e # alta ener&2a como por e3emplo+ diodos" transistores" supresores" eo
Los estudios del &rafeno -an lo&rado presentar unas propiedades electr*nicas e%cepcionales. Como peculiaridades caracter2sticas del &rafeno se encuentran+ B lta conductividad térmica # eléctrica. B Los electrones transportados por &rafeno se comportan casi como part2culas sin masa" con un comportamiento similar a los fotones de la lu!. B /ermite una medida precisa # fia$le. ntre las principales aplicaciones del &rafeno pueden encontrarse como material en la fa$ricaci*n de aviones" satélites espaciales o autom*viles" -aciéndolos más se&uros. Tam$ién en la construcci*n de edificios" aumentando su resistencia. /ese a lo mencionado destacan sus aplicaciones en el campo de la electr*nica" donde a través de su capacidad para almacenar ener&2a puede dotar a las $ater2as de una ma#or duraci*n # un menor tiempo de car&a" esta$lecer cone%iones más rápidas e incluso contri$uir a me3orar el medio am$iente sustitu#endo a materiales contaminantes. RFRNCI0 GH -ttp+.etitudela.comlectrotecniadonload sintroduccion.pdf G4H -ttps+es.iJipedia.or&iJi0emiconductor
G. Graeno
l &rafeno es una sustancia formada por car$ono puro" con átomos dispuestos en patr*n re&ular -e%a&onal" similar al &rafito" pero en una -o3a de un átomo de espesor. 0e considera >> veces más fuerte que el acero # su densidad es apro%imadamente la misma que la de la fi$ra de car$ono" # es apro%imadamente cinco veces más
G'H -ttps+iesvillal$a-ervastecnolo&ia.files.ordpress .com4>>K>(materiales,semiconductores.pdf G(H -ttp+.%ataJa.comnel,futuro,no,esta, -ec-o,solo,de,&rafeno
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:IO9RF #errera #. $steban %le&ander " MM, 8 naci* en Guaita . oberto !arlos "MM,
8 naci* en el cant*n 1e32a el > de octu$re de MM. ctualmente cursa el Tercero semestre de In&enier2a lectromecánica en la Universidad de las Fuer!as rmadas 0/ e%tensi*n Latacun&a.
el cant*n uito el M de octu$re de MM. ctualmente cursa el Tercero semestre de In&enier2a lectromecánica en la Universidad de las Fuer!as rmadas 0/ e%tensi*n Latacun&a.
