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U.N.M.S.M Facultad de Ing. Electrónica, Eléctrica y Telecomunicaciones Apellidos y Nombres

Matricula 16190275

Alfredo Lorenzo Tarazona Sulca Curso

Tema

Dispositivos Electrónicos

Trabajo Académico Monográfico 1 Fechas

Monografía Numero 1

Nota

Realización

Entrega

27-06-20

30-06-20

Grupo

Profesor

“G5”: Martes 2p.m.-4p.m. (2020-I)

Ing. Luis Paretto Q.

2

Dedicatoria Agradezco en primer lugar a Dios por haberme permitido llegar hasta este punto; por haberme dado salud, ser el manantial de vida y darme lo necesario para seguir adelante día a día para lograr mis objetivos. Además, agradezco infinitamente a mi familia por darme las bases necesarias para culminar con éxito este gran proyecto monográfico.

3

Índice

Contenido Introducción...........................................................................................................................................6 Semiconductores puros características físicas y químicas......................................................................7 Silicio..................................................................................................................................................7 Características Físicas.....................................................................................................................7 Características Químicas.................................................................................................................7 Germanio............................................................................................................................................8 Características Físicas.....................................................................................................................8 Características Químicas.................................................................................................................8 Elementos Impurezas Tipo P características físicas y químicas..............................................................9 Boro....................................................................................................................................................9 Características Físicas.....................................................................................................................9 Características Químicas.................................................................................................................9 Aluminio...........................................................................................................................................10 Características Físicas...................................................................................................................10 Características Químicas...............................................................................................................10 Galio.................................................................................................................................................11 Características Físicas...................................................................................................................11 Características Químicas...............................................................................................................11 Indio.................................................................................................................................................12 Características Físicas...................................................................................................................12 Características Químicas...............................................................................................................12 Elementos Impurezas Tipo N Características físicas y químicas...........................................................13 Nitrógeno.........................................................................................................................................13 Características Físicas...................................................................................................................13 Características Químicas...............................................................................................................13 Fósforo.............................................................................................................................................14 Características Físicas...................................................................................................................14 Características Químicas...............................................................................................................14 Arsénico............................................................................................................................................15 Características Físicas...................................................................................................................15 Características Químicas...............................................................................................................15 Antimonio.........................................................................................................................................16 Características Físicas...................................................................................................................16

4 Características Químicas...............................................................................................................16 Bibliografía...........................................................................................................................................17 Conclusiones........................................................................................................................................18

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Índice de figuras

Ilustración 1: silicio.................................................................................................................................7 Ilustración 2: germanio..........................................................................................................................8 Ilustración 3: boro..................................................................................................................................9 Ilustración 4: aluminio..........................................................................................................................10 Ilustración 5: galio................................................................................................................................11 Ilustración 6: indio................................................................................................................................12 Ilustración 7: nitrógeno........................................................................................................................13 Ilustración 8: fosforo............................................................................................................................14 Ilustración 9 : arsenico.........................................................................................................................15 Ilustración 10: antimonio.....................................................................................................................16

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Introducción Como sabemos existen materiales capaces de conducir la corriente eléctrica mejor que otros. Se dice que los materiales que presentan poca resistencia al paso de la corriente eléctrica son conductores. Los que ofrecen mucha resistencia al paso de esta, son llamados

aislantes.

Existe un tercer grupo de materiales denominados semiconductores que, como su nombre lo indica, conducen la corriente bajo ciertas condiciones. Los conductores son, generalmente, metales esto se debe a que dichos poseen pocos átomos en sus últimas órbitas y, por lo tanto, tienen tendencia a perderlos con facilidad. De esta forma, cuando varios átomos de un metal, se acercan los electrones de su última órbita se desprenden y circulan desordenadamente entre una verdadera red de átomos. Este hecho (libertad de los electrones) favorece en gran medida el paso de la corriente eléctrica. Un material semiconductor hecho sólo de un único tipo de átomo, se denomina semiconductor intrínseco o puro. Los más empleados históricamente son el germanio (Ge) y el silicio (Si); siendo éste último el más empleado (por ser mucho más abundante y poder trabajar a temperaturas mayores que el germanio). Por otro lado, existen los elementos impurezas, se llama así al material que tiene átomos de impurezas que permiten la formación de huecos (de ahí que se denominen P o positivos) sin que aparezcan electrones asociados a los mismos. Los átomos de este tipo se llaman aceptores, ya que "aceptan" o toman un electrón. Suelen ser de valencia tres (grupo III de la tabla periódica), como el Aluminio, el Indio o el Galio. En cambio, las impurezas de tipo N son los que están impurificados con impurezas "Donadoras", que son impurezas pentavalentes como arsénico (As), antimonio (Sb) y fósforo (P). Como los electrones superan a los huecos en un semiconductor tipo n, reciben el nombre de "portadores mayoritarios", mientras que a los huecos se les denomina "portadores minoritarios".

7

Semiconductores puros características físicas y químicas Silicio Características Físicas 

En su forma cristalina son octaédricos.



Se presenta como un sólido de apariencia metálica con un color grisáceo azuleado de brillo intenso.



Extremada dureza (Dureza Mohs 7), de densidad 2330 kg/m3 .



Tiene un punto de fusión de 1687 K.



Su punto de ebullición es de 3173 K.



Entalpia de vaporización 50,55 kj/mol.



Presión de Vapor 4,77 Pa a 1683 K.

Características Químicas Ilustración 1: silicio



Su número atómico es 14 de valencia 4 .



Su estado de oxidación es +4.



Electronegatividad 1,8.



Radio covalente1,11 (Å).



Radio iónico 0,41(Å).



Radio atómico 1,32(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 8,15.



Masa atómica 28,086(g/mol).

8

Germanio Características Físicas 

Se presenta como un sólido (policristalino), luce una superficie escamosa o arrugada, lleno de visos y sombras. A veces, inclusive puede dar la apariencia de ser tan grisáceo o negro como el silicio.



Es de extremada dureza (Dureza Mohs 6), de densidad 5,323 g/cm3 .



Tiene un punto de fusión de 1211.4 K.



Su punto de ebullición es de 3093 K.



Entalpia de vaporización 330,9 kJ/mol.



Presión de Vapor 1 Pa a 1.644 K.

Características Químicas 

Su número atómico es 32 de valencia 4 .



Su estado de oxidación es +4.



Electronegatividad 1,8.



Radio covalente1,22 (Å).



Radio iónico 0,53(Å).



Radio atómico 1,37(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 8,16.



Masa atómica 72,59(g/mol).

Ilustración 2: germanio

9

Elementos Impurezas Tipo P características físicas y químicas Boro Características Físicas 

Se mantiene solido (no magnético) a temperatura ambiente



Su estructura cristalina es de forma hexagonal



Es de alta dureza (Dureza Mohs 6), de densidad 2460 kg/m3 .



Tiene un punto de fusión de 2349 K.



Su punto de ebullición es de 4200 K.



Entalpia de vaporización 4897 kJ/mol.



Presión de Vapor 1 Pa a 1.644 K.

Características Químicas 

Su número atómico es 5 de valencia 3 .



Su estado de oxidación es +3.



Electronegatividad 2,0.



Radio covalente 0.82(Å).



Radio iónico 0.20(Å).



Radio atómico 0.98(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 8.33.



Masa atómica 10.811(g/mol).

Ilustración 3: boro

10

Aluminio Características Físicas 

Metal ligero de densidad 2700 kg/m3 de color blanco brillante de alto poder de reflexión de radiaciones luminosas y térmicas



Su estructura cristalina es cúbica centrada en las caras.



Tiene de Dureza Mohs 2.81, de densidad 2698 kg/m3 .



Tiene un punto de fusión de 933 K.



Su punto de ebullición es de 2792 K.



Entalpia de vaporización 10.97 kJ/mol.



Presión de Vapor 2.42 x 10-6 Pa a 557 K.

Características Químicas 

Su número atómico es 13 de valencia 3 .



Su estado de oxidación es +3.



Electronegatividad 1,5.



Radio covalente 1.18(Å).



Radio iónico 0.50(Å).



Radio atómico 1.43(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 6,00.



Masa atómica 26,98(g/mol).

Ilustración 4: aluminio de Autor desconocido está bajo licencia

11

Galio Características Físicas 

Metal blando de densidad 5904 kg/m3 de color grisáceo en estado líquido y plateado brillante al solidificar.



Su estructura cristalina es de forma Ortorrómbica



Tiene de Dureza Mohs 1.5, de densidad 5904 kg/m3 .



Tiene un punto de fusión de 302,9 K.



Su punto de ebullición es de 2477 K.



Entalpia de vaporización 258,7 kJ/mol.



Presión de Vapor 9,31 x 10-36 Pa a 302.9 K.

Características Químicas 

Su número atómico es 31 de valencia 3 .



Su estado de oxidación es +3.



Electronegatividad 1,6.



Radio covalente 1.26(Å).



Radio iónico 0.62(Å).



Radio atómico 1.41(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 6,02.



Masa atómica 69,72(g/mol).

de Autor desconocido está Ilustración 5: galio bajo licencia

12

Indio Características Físicas 

Metal blando de estructura cristalina de forma tetragonal, color plateado muy dúctil y brillante.



Tiene de Dureza 1,2 de densidad 7310 kg/m3 .



Tiene un punto de fusión de 429,75 K.



Su punto de ebullición es de 2345 K.



Entalpia de vaporización 231,5 kJ/mol.



Presión de Vapor 1,42 x 10-17 Pa a 429 K.

Características Químicas 

Su número atómico es 49 de valencia 3 .



Su estado de oxidación es +3.



Electronegatividad 1,7.



Radio covalente 1,44(Å).



Radio iónico 0,81(Å).



Radio atómico 1,66(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 5.80.



Masa atómica 114,81(g/mol).

Ilustración 6: indio

13

Elementos Impurezas Tipo N Características físicas y químicas Nitrógeno Características Físicas 

Su estado ordinario es gaseoso diatómico en condiciones normales.



Estructura cristalina hexagonal.



Densidad 1,2506 kg/m3 .



Tiene un punto de fusión de 63,14 K.



Su punto de ebullición es de 77,53 K.



Entalpia de vaporización 5.57 kJ/mol.



Presión de Vapor 1 Pa a 1.644 K.

Características Químicas Ilustración 7: nitrógeno



Su número atómico es 7 de valencia 3 .



Su estado de oxidación es +3,-3,5,4,2,1.



Electronegatividad 3,04.



Radio covalente 0,75(Å).



Radio iónico 1,71(Å).



Radio atómico 0.92(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 14,66.



Masa atómica 14,007(g/mol).

14

Fósforo Características Físicas 

Su estado ordinario es sólido(diamagnético).



Estructura cristalina Monoclínica.



Densidad 1,823 kg/m3 .



Tiene un punto de fusión de 317,3 K.



Su punto de ebullición es de 550 K.



Entalpia de vaporización 12,129 kJ/mol.



Presión de Vapor 20,8 Pa a 294 K.

Características Químicas 

Su número atómico es 15 de valencia +3,-3, 4,5.



Su estado de oxidación es 5.



Electronegatividad 2,1.



Radio covalente 1,06(Å).



Radio iónico 0,34(Å).



Radio atómico 1,28(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 11,0.



Masa atómica 30,97(g/mol).

Ilustración 8: fosforo

15

Arsénico Características Físicas 

Su estado ordinario es sólido.



Estructura cristalina Romboédrica



Tiene de Dureza Mohs 3,5 de densidad 5727 kg/m3 .



Tiene un punto de fusión de 887 K.



Su punto de ebullición es de 1090 K.



Entalpia de vaporización 369,9 kJ/mol.



Presión de Vapor 1,333 Pa a 645.15 K.

Características Químicas 

Su número atómico es 33 de valencia +3,-3,5.



Su estado de oxidación es +5.



Electronegatividad 2,1.



Radio covalente 1,19(Å).



Radio iónico 0,47(Å).



Radio atómico 1,39(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 10,08.



Masa atómica 74,922(g/mol).

Ilustración 9 : arsenico

16

Antimonio Características Físicas 

Su estado ordinario es sólido.



Estructura cristalina Romboédrica



Tiene de Dureza Mohs 3 de densidad 6697 kg/m3 .



Tiene un punto de fusión de 903,78 K.



Su punto de ebullición es de 1860 K.



Entalpia de vaporización 77,14 kJ/mol.



Presión de Vapor 2,49 x 10-9 Pa a 6304 K. Ilustración 10: antimonio

Características Químicas 

Su número atómico es 51 de valencia +3,-3,5.



Su estado de oxidación es +5.



Electronegatividad 1,9.



Radio covalente 1,38(Å).



Radio iónico 0,62(Å).



Radio atómico 1,59(Å).



Primer potencial de ionización (eV) 8,68.



Masa atómica 121,75(g/mol).

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Bibliografía

https://www.monografias.com/trabajos11/semi/semi.shtml https://ocw.ehu.eus/file.php/110/electro_gen/teoria/tema1.pdf file:///C:/Users/51992/Downloads/03_Semiconductores.pdf http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina6.htm https://elementos.org.es/ https://es.slideshare.net/mamencintuicina/silicio-7180456 https://es.calameo.com/read/0041655128974da6568cf https://es.slideshare.net/josemartinezsanchez921/silicio-germanio-y-galio-15291615 https://www.lenntech.es/periodica/elementos/n.htm https://es.slideshare.net/alfrop/semiconductores-13852236

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Conclusiones Semiconductores Intrínsecos Un semiconductor intrínseco es un semiconductor puro, cuando se le aplica una tensión externa los electrones libres fluyen hacia el terminal positivo de la batería y los huecos hacia el terminal negativo de la batería. Semiconductor Dopados Es aquel que se puede dopar parta tener un exceso de electrones libres o un exceso de huecos. aquí encontraremos dos tipos de unión en el que es la unión tipo p y la unión tipo n. sucede que los semiconductores intrínsecos actúan como un aislante en el caso del silicio cuando es un cristal puro, ahora cuando lo dopamos con impurezas se llega al material extrínseco y en ese caso tendremos un material semiconductor por ejemplo un diodo.