Tipos de Semiconductores
Los semiconductores son materiales inorgánicos u orgánicos capaces de controlar su conductividad en función de su estructura química, temperatura, iluminación y presencia de dopantes. Estos materiales poseen una conductividad eléctrica intermedia entre un metal, como el cobre o el oro, y un aislante, como el vidrio. La característica distintiva de los semiconductores es su brecha de energía de menos de 4eV (aproximadamente 1eV). En física del estado sólido, esta brecha energética o banda prohibida es un rango de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción donde los estados electrónicos están prohibidos.
Semiconductores Intrínsecos y Extrínsecos
Los semiconductores se clasifican en dos tipos básicos según sus propiedades electrónicas:
- Semiconductores Intrínsecos: Estos son semiconductores puros compuestos por un solo elemento (por ejemplo, Silicio, Germanio) sin dopaje intencional de impurezas. Los semiconductores intrínsecos conducen electricidad al calentarse, permitiendo que algunos electrones ganen suficiente energía para liberarse de sus enlaces y convertirse en electrones libres en la banda de conducción.
- Semiconductores Extrínsecos: Estos son semiconductores impuros dopados intencionalmente con impurezas para cambiar sus propiedades electrónicas. Se dividen en:
- Semiconductores tipo p: En estos, se introducen átomos de impurezas como el boro en el material semiconductor. Estas impurezas tienen menos electrones de valencia que el material semiconductor, creando «huecos» en la banda de valencia que pueden conducir corriente como portadores de carga positiva.
- Semiconductores tipo n: Aquí se introducen átomos de impurezas como el fósforo. Estas impurezas tienen más electrones de valencia que el material semiconductor, creando exceso de electrones en la banda de conducción que pueden conducir corriente como portadores de carga negativa.
Propiedades Clave de Algunos Semiconductores
A continuación, se presenta una tabla con tres semiconductores intrínsecos y dos semiconductores extrínsecos tipo p y tipo n, junto con cuatro propiedades clave:
| Semiconductor | Tipo | Brecha de Banda (eV) | Movilidad de Electrones (cm2/Vs) | Movilidad de Huecos (cm2/Vs) | Conductividad Térmica (W/mK) |
|---|---|---|---|---|---|
| Silicio (Si) | Intrínseco | 1.12 | 1500 | 450 | 150 |
| Germanio (Ge) | Intrínseco | 0.67 | 3900 | 1900 | 60 |
| Arseniuro de Galio (GaAs) | Intrínseco | 1.43 | 8500 | 400 | 46 |
| Silicio dopado con Boro (p-Si) | p-tipo | 1.12 | 1500 | 1800 | 150 |
| Silicio dopado con Fósforo (n-Si) | n-tipo | 1.12 | 1500 | 4500 | 150 |
Materiales Semiconductores Más Conocidos
Los tipos de semiconductores más conocidos son el silicio (Si) y el germanio (
