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• Gustavo Valdz Dionicio

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TEZIUTLÁN

“ELECTRÓNICA ANALOGICA”

PRESENTADO POR:

CONTRERAS MARIN FORTINO

ESPECIALIDAD EN: Automatización de Procesos

Docente: Ing. Ernesto García Moreno NO. CONTROL DE ALUMNO: 11TE0222

Teziutlán, Puebla; ENERO 2014

Instituto Tecnológico Superior de Teziutlán

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TEZIUTLÁN Introducción

A continuación se presentara la investigación de materiales semiconductores, con el fin de tener una idea de cómo funcionan los diodos, y transistores debido a que esta es utilizada para llevar acabo un impulso de señales eléctricas y con los diferentes materiales que se mostraran permitan llevar acabo funciones. En la actualidad todas las tecnologías contienen diodos transistores en su interior llevar acabo funciones, la tecnología planear es la que en la actualidad hace que tengamos componentes compactos, por eso es de importancia tener un conocimiento básico como el que se mostrara en seguida.

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Materiales semiconductores ¿Qué es? Son materiales cuya conductancia eléctrica puede ser controlada de forma permanente o dinámica variando su estado desde conductores o aislante. Debido a su uso en dispositivos como transistores es de suma importancia el conocimiento de estos materiales, ya que en la actualidad se busca perfeccionar a un más y buscar mejores materiales conductores esa es un estudio muy importante para la ciencia de materiales. ¿Qué hace? Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica inferior a la de un buen aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son el germanio y el selenio. Esto se hace con el objeto de generar los dos tipos de semiconductor: el tipo N y el tipo P. Principalmente se utiliza el Silicio (Si) y cada vez menos el Germanio (Ge), ambos por su configuración de electrones de la capa exterior. Para doparlos (agregar impurezas) se utilizan el boro, galio e Indio. Estructura molecular. Los átomos tienen su orbital externo completo con solo cuatro electrones, denominados electrones de valencia. Estos átomos forman una red cristalina, en la que cada átomo comparte sus cuatro electrones de valencia con los cuatro átomos vecinos.

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TEZIUTLÁN Formando enlaces covalentes. A temperatura ambiente algunos electrones de valencia absorben suficiente energía calorífica para liberarse del enlace covalente y moverse a través de la red cristalina convirtiéndose en electrones libres. Si a estos electrones que han roto el enlace covalente se les somete potencial eléctrico de una pila y se dirigen al polo positivo. Cuando un electrón libre abandona el átomo de un cristal de silicio, deja en la red cristalina un hueco, que con respecto a los electrones próximos tienen efectos similares a los que provocaría una carga positiva. Los huecos tienen la misma cara que el electrón pero con signo positivo. El comportamiento eléctrico de un semiconductor se caracteriza por los siguientes fenómenos: 

Los electrones libres son portadores de cargas negativas y se dirigen al polo positivo de la pila.



Los huecos son portadores de carga positiva y se dirigen hacia el polo negativo de la pila.



Al conectar una pila, circula una corriente eléctrica en el circuito cerrado, siendo constante en todo momento el número de electrones dentro del cristal de silicio.



Los huecos solo existen en el seno del cristal del semiconductor. Por el conductor exterior solo circulan los electrones que dan lugar a la corriente eléctrica.

Semiconductores extrínsecos Son los materiales semiconductores puros contaminados con impurezas en mínimas proporciones (una partícula entre un millón). A este proceso de contaminación se le es considerado como dopaje. De acuerdo al tipo de dopaje que se le realice al material existen dos tipos: Tipo N: En este caso se contamina el material con átomos de valencia 5, como son Fosforo (P), Arsénico (As) o Antimonio (Sb). Al ser

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TEZIUTLÁN introducidos, al quinto electrón de este átomo por el material semiconductor, pues no encuentra un lugar estable en el que situarse. Al conjunto de estos electrones se les llama electrones mayoritarios. Tipo P: En este caso se contamina el material semiconductor con átomos de valencia 3, como son Boro (B), Galio (Ga) o indio (In). Si se introduce este átomo en el material, queda un hueco donde debería ir un electrón. Este hueco se mueve fácilmente por la estructura como si fuese un portador de carga positiva. En este caso, los huecos son portadores mayoritarios. Los semiconductores tipo N tienen exceso de portadores de carga negativos (electrones) y los semiconductores tipo P tienen exceso de portadores de carga positiva (huecos). Unión PN Cuando a un material semiconductor se le introducen impurezas de tipo P por un lado e impurezas tipo N por otro, se forma una unión PN. Los electrones libres de la región N más próximos a la región P se difunden en ésta, produciéndose la recombinación con los huecos más próximos de dicha región. En la región N se crean iones positivos y en la región P se crean iones negativos. Por el hecho de formar parte de una red cristalina, los iones mencionados están interaccionados entre sí y, por tanto, no son libres para recombinarse. Esta distribución de cargas en la unión establece una (barrera de potencial) que repele los huecos de la región P y los electrones de la región N alejándolos de la mencionada unión. Unión PN polarizada en directo Si se polariza la unión PN en sentido directo, es decir, el polo positivo de la pila a la región P y el polo negativo a la región N, la tensión U de la pila contrarresta la (barrera de potencial) creada por la distribución espacial de cargas en la

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TEZIUTLÁN unión, desbloqueándola, y apareciendo una circulación de electrones de la región N a la región P y una circulación de huecos en sentido contrario. Tenemos así una corriente eléctrica de valor elevado, puesto que la unión PN se hace conductora, presentando una resistencia eléctrica muy pequeña. El flujo de electrones se mantiene gracias a la pila que los traslada por el circuito exterior circulando con el sentido eléctrico real, que es contrario al convencional establecido para la corriente eléctrica. Unión PN polarizada en inverso Si se polariza la unión PN en sentido inverso, es decir, el polo positivo de la pila a la región N y el polo negativo a la región P (figura 6), la tensión U de la pila ensancha la (barrera de potencial) creada por la distribución espacial de cargas en la unión, produciendo un aumento de iones negativos en la región P y de iones positivos en la región N, impidiendo la circulación de electrones y huecos a través de la unión. La unión PN se comporta de una forma asimétrica respecto de la conducción; dependiendo del sentido de la conexión, se comporta corno un buen conductor (polarizada en directo) o como un aislante (polarizada en inverso).

Conclusión Yo llego a la conclusión de que los materiales semiconductores son de vital importancia para la aplicación en los distintos campos de la electrónica, ya que pueden permitir a un elemento semiconductor comportarse conductor eléctrico dependiendo el uso con el cual se van a utilizar.

como aislante o

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Bibliografía: (wikipedia, 2013) (http://www.etitudela.com/, 2013) Bibliografía (22 de noviembre de 2013). Recuperado el 20 de enero de 2014, de http://www.etitudela.com/: http://www.etitudela.com/electronica/douwloads/introduccion.pdf wikipedia. (20 de diciembre de 2013). Recuperado el 20 de enero de 2014, de es.wikipedia.org/wiki/semiconductor http://www.ecured.cu/index.php/Semiconductores. (s.f.).