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IMPURIFICACIÓN DE SEMICONDUCTORES

La necesidad de controlar la conducción en los semiconductores en unos márgenes concretos de temperatura hace que sea necesaria su impurificación. Esto se consigue por medio de la agregación de materiales que generan semiconductores de tipo p o semiconductores de tipo n. La impurificación se debe realizar de manera muy precisa y controlada (por poner un ejemplo con cantidades significativas se puede hablar de la mezcla de 10000 toneladas de germanio o silicio en estado prácticamente puro con 1 gramo de impurezas)

 

¿En qué consiste la impurificación?

La impurificación consiste en añadir materiales que donen electrones de conducción a los cristales semiconductores, en el caso de la impurificación de tipo n o que desequilibren el número de electrones en el sentido de robar uno del cristal en el caso de la impurificación p.

Para conseguir materiales semiconductores de tipo n se deben utilizar materiales pentavalentes, es decir con cinco electrones de conducción en la última capa. Cuatro de estos electrones se unen a los del germanio o silicio en forma de enlace covalente quedando un electrón libre para la conducción eléctrica. El electrón sobrante es ahora un electrón de conducción y el material donante en un ion positivo.

Los materiales empleados en la impurificación de tipo n son necesariamente los que tienen cinco electrones de valencia: fósforo, arsénico y antimonio.

En cuanto a la impurificación de tipo p es fácil deducir el tipo de materiales que se deberán utilizar; materiales con tres electrones en la última capa o trivalentes. El efecto es el mismo que en el caso de los materiales de tipo n, pero en este caso los tres electrones de valencia de los materiales con los que se impurifica se unen por medio de enlace covalente con los átomos del cristal semiconductor; como solamente hay tres electrones que aportar a la unión, se genera un hueco, que como ausencia de carga negativa se convierte en un portador de carga positiva. El átomo con el que se impurifica se convierte en un ion negativo y también es llamado aceptor.

Los materiales empleados para esta impurificación son el boro, el aluminio, el galio y el indio, todos ellos trivalentes

De esta manera es como podemos aumentar la conductividad del germanio y del silicio; dependiendo del grado de impurificación variamos tambien el grado de conductividad. La impurificación se realiza de manera que los pares hueco-electrón propios de la conducción intrínseca se encuentren en minoría, por lo que la conducción del semiconductor dependerá exclusivamente de la impurificación.

 

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3 comentarios

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