MATERIALES EXTRÍNSECOS: MATERIALES TIPO n Y TIPO p

MATERIALES EXTRÍNSECOS: MATERIALES TIPO n Y TIPO p

1. Un material semiconductor que ha sido sometido al proceso de dopado se conoce como ma- terial extrínseco.

   • Hay dos materiales extrínsecos de inmensurable importancia en la fabricación de dispositi- vos semiconductores: materiales tipo n y tipo p.

2. Material tipo n

   • Los materiales tipo n se forman agregando un número predeterminado de átomos de impureza a una base de silicio. Un material tipo n se crea introduciendo elementos de im- pureza que contienen cinco electrones de valencia (pentavelantes), como el antimonio, el arsénico y el fósforo.
   • Las impurezas difundidas con cinco electrones de valencia se conocen como átomos donadores.
   • Que un electrón restante, enlazado de manera poco firme a su átomo padre (antimonio), está en cierto modo libre para moverse dentro del material tipo n recién formado, puesto que el átomo de impureza insertado ha donado un electrón relativamente “libre” a la estructura.
   • Es importante tener en cuenta que aun cuando un gran número de portadores libres se ha es- tablecido en el material tipo n, sigue siendo eléctricamente neutro
   • intrínseco. Los electrones libres creados por la impureza agregada se establecen en este nivel de energía y absorben con menos dificultad una cantidad suficiente de energía tér- mica para moverse en la banda de conducción a temperatura ambiente.

3. Material tipo p

   • El material tipo p se forma dopando un cristal de germanio o silicio puro con átomos de impu- reza que tienen tres electrones de valencia. Los elementos más utilizados para este propósito son boro, galio e indio.
   • El número de electrones es insuficiente para completar las bandas covalentes de la estructura recién formada.
   • Las impurezas difundidas con tres electrones de valencia se llaman átomos aceptores.
   • El material tipo p es eléctricamente neutro por las mismas razones descritas para el material tipo n.

4. Flujo de electrones contra flujo de huecos

   • Si un electrón de valencia ad- quiere suficiente energía cinética para romper su enlace covalente y llenar el vacío creado por un hueco, entonces se creará un vacío o hueco en la banda covalente que cedió el electrón.
   • La transferencia de huecos se realiza a la izquierda y la de electrones a la derecha.

5. Portadores mayoritarios y minoritarios

   • En el estado intrínseco, el número de electrones libres en Ge o Si se debe sólo a los electrones en la banda de valencia que adquirieron suficiente energía de fuentes térmicas o luminosas para romper la banda covalente o a las impurezas que no pudieron ser eliminadas.
   • En un material tipo n, el número de huecos no cambia significativamente con respecto a este nivel intrínseco.
   • El resultado neto, por consiguiente, es que el número de electrones sobrepasa por mucho al de huecos.
   • En un material tipo n el electrón se llama portador mayoritario y el hueco portador minoritario.
   • En el material tipo p el número de huecos excede por mucho al de electrones, Por consiguiente:
   • En un material tipo p, el hueco es el portador mayoritario y el electrón el minoritario.
   • Los materiales tipo n y p representan los bloques de construcción básicos de los dispositivos semiconductores.