10.3
Una oblea de silicio puro utilizada en circuitos integrados es un semiconductor intrínseco que carece de impurezas y exhibe una baja conductividad eléctrica.
A cero kelvin, su banda de conducción está vacía. La probabilidad de ocupación de electrones a diferentes niveles de energía viene dada por el nivel de Fermi. Aquí, se encuentra en el medio de la banda prohibida.
Cuando la temperatura aumenta, varios electrones se mueven a la banda de conducción, lo que resulta en una concentración igual de electrones y huecos en sus respectivas bandas.
La conductividad del silicio intrínseco se puede adaptar introduciendo impurezas a través del dopaje, lo que lo convierte en un semiconductor extrínseco.
El silicio tiene cuatro electrones de valencia. Cuando se dopa con una impureza pentavalente, reemplaza a un átomo de silicio y dona un electrón excedente, que actúa como portador mayoritario. Estos semiconductores se denominan semiconductores de tipo N. Aquí, el nivel de Fermi se desplaza cerca de la banda de conducción.
Por el contrario, las impurezas trivalentes crean sitios vacíos llamados agujeros, formando la mayoría de los portadores de carga. Estos semiconductores se denominan semiconductores de tipo p. Aquí, el nivel de Fermi se desplaza hacia la banda de valencia.
Los semiconductores intrínsecos son materiales de gran pureza y sin impurezas. En el cero absoluto, estos semiconductores se comportan como aislantes…
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