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TÉCNICA INFORMÁTICA

Electrónica digital - 3ª parte


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Elementos semiconductores (continuación)

 los átomos con cinco electrones de valencia que se añaden a los semiconductores puros se les llama impurezas donadoras, ya que aportan electrones libres al semiconductor. Son impurezas donadoras, entre otras, el antimonio, el fósforo y el arsénico. Los semiconductores dopados con este tipo de impurezas son semiconductores de tipo N, por tener exceso de carga negativa.

Si las impurezas que se añaden al semiconductor son átomos con tres electrones de valencia, obtenemos un retículo como el de la ilustración adjunta.

En este caso lo que sucede es que al disponer el átomo de la impureza de sólo tres electrones, uno de los cuatro enlaces quedará incompleto y aparecerá un hueco en él, pudiendo algún electrón de los enlaces vecinos ir a ocuparlo, con lo que se crearía un nuevo hueco en el enlace donador del electrón. Por tanto, es como si el hueco circulara libre por el retículo.

Aunque el hueco en sí no es una entidad física, a efectos prácticos se comporta como si fuera un portador de carga positiva. Por tanto, tendríamos un material con un exceso de carga positiva.

A las impurezas formadas por átomos con tres electrones de valencia se las llama impurezas aceptadoras, ya que aceptan electrones, y son de este tipo, por ejemplo, el boro, el galio y el indio.

Los semiconductores dopados o que contienen este tipo de impurezas son semiconductores de tipo P, por contener un exceso de carga positiva.

La conductividad o capacidad de conducir la electricidad de un semiconductor aumenta considerablemente cuando se le dopa con una pequeñísima cantidad de impureza de cualquier tipo.

La unión P-N - el diodo de unión

Supongamos que disponemos de dos cristales, uno de tipo Py otro de tipo N, dispuesto uno a continuación del otro. Este tipo de unión, que es fundamental para comprender el funcionamiento de los semiconductores, constituye la esencia de un diodo de unión.

El diodo consiste en un dispositivo que conduce la corriente cuando ésta le atraviesa en un sentido, pero no así en el contrario. Vamos a analizar su funcionamiento. La figura adjunta representa a dos cristales de silicio, uno Py otro N, conectados a los bornes de una pila con el terminal positivo unido a la zona Py el negativo a la zona N.

La sección de este diodo representa la conducción permitida. Ésta se produce porque los electrones (negativos) se desplazan hacia los "huecos" (positivos).
La sección de este diodo representa la conducción permitida. Ésta se produce porque los electrones (negativos) se desplazan hacia los "huecos" (positivos).

En este ejemplo representamos sólo cuatro huecos en la zona Py cuatro electrones en la zona N. La zona que divide los dos cristales es la que se denomina unión p-n. Es el comportamiento de los electrones y los huecos en las proximidades de esta unión la que da a los diodos y otros semiconductores sus propiedades únicas.

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