introdução aos semicondutores.

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UNIVERSIDAD SANTIAGO DE CALI
FACULTAD DE INGENIERÍA
DANA KATHERINE CAMACHO SOLIS
DESARROLLO TALLER 1 FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA: Introducción a los
Semiconductores.
1. A un semiconductor intrínseco se le aumenta considerablemente la temperatura.
Entonces:
a) Se puede romper el equilibrio entre electrones y huecos
b) Su resistividad aumenta
c) Puede llegar a comportarse como un buen conductor
● Cuando se aumenta la temperatura mediante la aplicación de una carga
eléctrica, los electrones ganan energía y empiezan a moverse. Se separan
del enlace y se convierten en conductores eléctricos. Por lo tanto, su
resistencia disminuye con la temperatura.
2. Si tenemos un semiconductor intrínseco. Entonces:
a) No existen impurezas de ningún tipo
b) La concentración de electrones y huecos depende de la temperatura.
c) La concentración de electrones y huecos depende de si es tipo p o tipo n
● A muy baja temperatura, cercana a 0 K, los átomos de impureza ya están
ionizados porque su energía de ionización es muy baja, y por tanto incluso a
muy bajas temperaturas tenemos una gran cantidad de portadores que
proporcionan conducción. Así que la curva sube muy rápido.
● A medida que aumenta la temperatura, la conductividad no aumenta
significativamente porque todas las impurezas ya están ionizadas y su
concentración no aumentará incluso si aumentamos más la temperatura. Si
la temperatura no es demasiado alta, el número de pares electrón-hueco
generados térmicamente es insignificante.
3. ¿Cuál de los siguientes conceptos describe mejor a un semiconductor tipo n?
a) Cargado positivamente
b) Cargado negativamente
c) Neutro
● El semiconductor de tipo N normalmente se forma agregando impurezas
pentavalentes. Debido a la concentración de electrones, este semiconductor
llevará una carga negativa.
4. En un semiconductor extrínseco tipo n
a) Está dopado con impurezas trivalentes
b) La concentración de huecos depende de la concentración de impurezas
donadoras
c) No habrá huecos por ser de tipo n
● Dado que la cantidad de electrones excede la cantidad de huecos en los
semiconductores de tipo n, se denominan "portadores mayoritarios" y los
huecos se denominan "portadores minoritarios". Cuando se aplica un voltaje
a un semiconductor, los electrones libres se mueven hacia la izquierda y los
huecos hacia la derecha en el semiconductor. Cuando el hueco alcanza el
extremo derecho del cristal, uno de los electrones del circuito exterior entra
en el semiconductor y se recombina con el hueco.
5. Una estructura semiconductora conduce corriente eléctrica en ambos sentidos
a) si existe una unión pn
b) tanto si es de tipo p como si es de tipo n
c) sólo si no está dopada
● conducen en ambos sentidos al aplicarles una diferencia de potencial entre
sus extremos; por el contrario, una unión pn conduce en un solo sentido.
6. Una muestra de un semiconductor intrínseco tiene una concentración intrínseca de
átomos / a temperatura ambiente. Dicha muestra se dopa con átomos1. 5𝑥1010 𝑐𝑚3 
de fósforo. Tras un análisis de la misma se comprueba que la concentración de
huecos es de 75 huecos / ¿Cuál es la concentración de impurezas que se han𝑐𝑚3
introducido en la muestra?
a) átomos /55𝑥109 𝑐𝑚3
b) átomos /3𝑥1018 𝑐𝑚3
c) 75 átomos / 𝑐𝑚3
● Si llamamos n a la concentración de electrones libres (electrones/m3) y p a la
concentración de huecos (huecos/m3), el producto entre ambos es constante
(ley de acción de masas) y es válido: n. p = ni 2 = > n = (1.5x1010) 2 / 75 =
3x1018, llamada concentración interna de ni, este número depende del tipo
de cristal y la temperatura.
7. Cuando un electrón libre se recombina con un hueco en la región de la base, el
electrón libre se convierte en:
a) un electrón de la capa de conducción
b) un electrón de valencia
c) un portador mayoritario
● Debido a la repulsión mutua, los electrones libres del lado n se dispersan en
ambas direcciones los electrones libres se convierten en portadores
minoritarios que al entrar al la región p caen en huecos, los huecos
desaparecen y los electrones libres se convierten en electrones de valencia.
Cuando los electrones se difunden a través de la unión, forman un par de
iones con carga positiva en el lado n y carga negativa en el lado p.
8. Elegir la afirmación correcta acerca de las características de metales,
semiconductores y aislantes:
a) Al aumentar la temperatura los metales conducen peor, y por el contrario,
los semiconductores conducen mejor. Los aislantes se comportan de manera
parecida a los semiconductores, pero su banda prohibida es mucho más
ancha.
b) Al aumentar la temperatura los metales conducen mejor, y por el contrario, los
semiconductores conducen peor. Los aislantes se comportan de manera parecida a
los semiconductores, pero su banda prohibida es mucho más ancha.
c) Al aumentar la temperatura los metales conducen peor, y por el contrario, los
semiconductores conducen mejor. Los aislantes no tienen banda prohibida y no
pueden conducir la corriente.
d) Al aumentar la temperatura los metales conducen mejor, y por el contrario, los
semiconductores conducen peor. Los aislantes no tienen banda prohibida y no
pueden conducir la corriente.
● A diferencia de los materiales conductores cuya estructura les permite
conducir la corriente eléctrica a bajas temperaturas o temperatura ambiente,
los materiales aislantes impiden el paso de cargas eléctricas, y los
semiconductores pueden permitir e impedir la conducción de energía
eléctrica donde a mayor temperatura mayor es su conductividad y menor su
resistividad.
9. Un semiconductor de silicio tiene una concentración intrínseca de 1. 45𝑥1010
portador/ a temperatura ambiente. Dopamos el semiconductor con átomos de𝑐𝑚3
galio (el galio tiene tres electrones en la última capa electrónica...), siendo la
concentración de impurezas dopantes de átomo/ . ¿De qué tipo es la1016 𝑐𝑚3
impureza de galio?:
a) tipo n
b) tipo p
c) donadora
d) no tiene influencia en el silicio
● El material que tiene átomos de impurezas que permiten la formación de
huecos sin que aparezcan electrones asociados a los mismos se les llama de
tipo P impurezas trivalentes algunos ejemplos son el aluminio, el indio o el
galio. El átomo introducido es neutro, por lo que no modificará la neutralidad
eléctrica del cristal, pero debido a que solo tiene tres electrones en su última
capa de valencia, los enlaces se romperán, lo que tenderá a quitar
electrones de los átomos vecinos, generando finalmente más huecos que
electrones, Dado que el número de huecos excede el número de electrones
libres, los huecos son los portadores mayoritarios y los electrones libres son
los portadores minoritarios.
10. Para el enunciado de la pregunta 9, la concentración de electrones:
a) 1016𝑒 − /𝑐𝑚3
b) 2. 1𝑥1014𝑒 − /𝑐𝑚3
c) 1. 45𝑥1010𝑒 − /𝑐𝑚3
● n. p = ni 2 = > n = ( 2/ =1. 45𝑥1010) 1016 2. 1𝑥1014𝑒 − /𝑐𝑚3