IA (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr); Ag +1
IIA (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra); Zn, Cd +2
IIIA Al +3
IVA (Ge, Sn, Pb,); Pd, Pt, Po +2, +4
VIII B (Fe, Co, Ni) +2,+3
Cu, Hg +1,+2
Au, +1,+3
No metales
B +3
C +2,+4
Si +4
P +1,+3,+5
As, Sb +3,+5
S, Se, Te +2,+4,+6
Cl, Br, I +1,+3,+5,+7
Anomalias
Metal No Metal
Mn 2,3 4,6,7
Cr 2,3 3,6
N 2,4 1,3,5
V 2,3 4,5
Conductividad
La conductividad se refiere a la capacidad de un material o sustancia para dejar pasar libremente la corriente eléctrica. La conductividad de un material depende de su estructura atómica y molecular.
Un material es conductor cuando, al entrar en contacto con un cuerpo cargado de electricidad, la electricidad se transmite a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores eléctricos son los metales.
Un material es aislante cuando tiene escasa conductividad eléctrica. Esto se debe a la barrera potencial que existe entre las bandas de valencia y la conducción, lo cual dificulta la presencia de electrones libres.
Un material es semiconductor cuando se comporta o bien como conductor o bien como aislante, según el campo eléctrico en el que se encuentre. No es tan buen conductor como un metal, pero no es aislante. Bajo determinadas condiciones los elementos conductores permiten la circulación de corriente eléctrica en un único sentido.
Los materiales semiconductores provienen de diferentes grupos de la tabla periódica, sin embargo, comparten ciertas similitudes.
Las propiedades del material semiconductor están relacionados con sus características atómicas, y cambian de un grupo a otro.
Los investigadores y los diseñadores se aprovechan de estas diferencias para mejorar el diseño y elegir el material óptimo para una aplicación.
Los átomos en un semiconductor son materiales de cualquiera de los grupos IV de la tabla periódica, o de una combinación de grupo III y de grupo V (llamados semiconductores III-V), o de combinaciones de grupo II y del grupo VI (llamado semiconductores II -VI).
Debido a que diferentes semiconductores se componen de elementos de diferentes grupos de la tabla periódica, las propiedades varían entre los semiconductores.
El silicio, que es un grupo IV, es el material semiconductor más comúnmente utilizada, ya que forma la base de chips de circuitos integrados (IC), y es la tecnología más madura y la mayoría de las células solares son también a base de silicio.
Semiconductor Intrínseco
Cuando el silicio se encuentra formado por átomos del tipo explicado en el apartado anterior, se dice que se encuentra en estado puro o más usualmente que es un semiconductor intrínseco.
Una barra de silicio puro está formada por un conjunto de átomos enlazados unos con otros según una determinada estructura geométrica que se conoce como red cristalina.
Historia
El dopaje fue desarrollado originalmente por John Robert Woodyard mientras trabajaba para la Sperry Gyroscope Company durante la Segunda Guerra Mundial.
Durante la posguerra se generó una gran demanda iniciada por la compañía Sperry Rand, al conocerse su importante aplicación en la fabricación de transistores.
¿Qué es dopar?
El dopaje es una técnica utilizada para variar el número de electrones y huecos en los materiales semiconductores.
Para esto se necesita adicionar ciertos materiales a los semiconductores que les dará otras particularidades electrónicas, a estas especies también se les llama impurezas.
En la producción de semiconductores, se denomina dopaje al proceso intencional de agregar impurezas en un semiconductor extremadamente puro con el fin de cambiar sus propiedades eléctricas.
Las impurezas utilizadas dependen del tipo de semiconductores a dopar.
Un semiconductor altamente dopado, que actúa más como un conductor que como un semiconductor, es llamado degenerado.
Dopaje
El número de átomos dopantes necesitados para crear una diferencia en las capacidades conductoras de un semiconductor es muy pequeña, esto en caso de un dopaje en materiales inorgánicos.
Cuando se agregan un pequeño número de átomos dopantes entonces se dice que el dopaje es bajo o ligero.
Cuando se agregan muchos más átomos (en el orden de 1 cada 10 000 átomos) entonces se dice que el dopaje es alto o pesado.
Tipos de Dopaje
Tipo N
Se llama material tipo N (o negativo) al que posee átomos de impurezas que permiten la aparición de electrones (de ahí su denominación de negativo o N) sin huecos asociados a los mismos semiconductores.
Los átomos de este tipo se llaman donantes ya que ‘donan’ o entregan electrones. Son los que tienen 5 electrones de valencia (Grupo V de la tabla periódica), como el Arsénico, Boro y el Fósforo.
Tipo P
Se llama así al material que tiene átomos de impurezas que permiten la formación de huecos (de ahí que se denominen P o positivos) sin que aparezcan electrones asociados a los mismos, como ocurre al romperse una ligadura.
Los átomos de este tipo se llaman aceptores, ya que ‘aceptan’ o toman un electrón. Suelen ser de valencia tres (grupo III de la tabla periódica), como el Aluminio y Galio.
Funciones
