1.-Explicabrevemente A que se le da el nombre «banda de energía»
Cuando los átomos se unen unos con otros para formar un sólido, Las órbitas en lasque se encuentran los electrones de cada átomo se ven afectadas Por la presencia de los átomos vecinos debido a la proximidad de los átomos Entre sí. Dichas órbitas se solapan entre sí, dando lugar a la aparición de Unas zonas o bandas continuas en lasque se pueden encontrar los electrones.
2.- ¿Qué diferencia se presenta entre un conductor, un Aislante, y un semiconductor?
Cuando el material tiene Muchos electrones libres, como es el caso de los metales, permite el paso de Los electrones con facilidad y se le llama conductor, por el contrario el Material tiene pocos electrones libres, éste no permitirá el paso de la Corriente y se le llama aislante . Un semiconductor es un Material que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de diversos Factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la Radiación que le incide, o la temperatura de Ambiente en el que se encuentre.
3.-Como están conformadas las bandas de Valencia, conducción y gap en los Tres tipos de materiales?
En los conductores se encuentran traslapadas las bandas de Valencia y Conducción, en los semiconductores separadas por una banda de gap de 0.1 a 6 eV Y los aislantes separados por um ramgo de 6 eV en adelante.
4.- ¿Solo el Silicio y el germanio son Semiconductores intrínsecos?
No, son Los elementos tetravalentes, o del grupo IV, que corresponde al carbono (estructura de diamante),silicio, Germanio y estaño en la fase estructural alfa.
5.- ¿Qué es un semiconductor extrínseco y mencione los elementos Donadores y aceptores para el silicio o germanio?
Son aquellos en los que a un semiconductor Intrínseco se le modifica su estructura electrónica agregando otros tipos de átomo mediante un proceso físico químico conocido como dopado. Los elementos Donadores son: Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb), elementos del grupo V con 5 electrones de Valencia. Los elementos aceptores son: Boro (B), Aluminio (Al), Galio (Ga), Indio (In), elementos del grupo III con 3 electrones de Valencia
6.- ¿en que condiciones actúa los elementos semiconductores como
Aislantes y que pasa cuando se aumenta la temperatura a los semiconductores?
A los 0° kelvin los materiales semiconductores Actúan como aislantes perfectos, sin embargo, cuanto más elevada sea la temperatura más electrones de conducción habrá, Aunque ya a temperatura ambiente podemos decir que el semiconductor actúa muy Cerca a un conductor.
7.- ¿Que es Y para que se utiliza el dopado de semiconductor?
Se Utiliza para mejorar la conductividad eléctrica de los semiconductores, y se Utilizan impurezas añadidas voluntariamente y de forma controlada.
8.- ¿Qué es un Semiconductor extrínseco y mencione los elementos donadores y aceptores para el Silicio o germanio?
Son aquellos en los que a un semiconductor intrínseco se le Modifica su estructura electrónica agregando otros tipos de átomo mediante un Proceso físico químico conocido como dopado. Los elementos donadores son: Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb), elementos del grupo V con 5 Electrones de Valencia. Los elementos aceptores son: Boro (B), Aluminio (Al), Galio (Ga), Indio (In), elementos del grupo III con 3 electrones de Valencia
9.- ¿Cuál es la técnica mas utilizada actualmente en la fabricación de Uniones PN en diodos y por que?
La técnica de Uníón tipo “masa Fundida” porque es la mas sencilla de realizar mas rápida así como las mas Económica para la fabricación en masa.
10.- Escribe al menos 5 tipos de técnicas de fabricación de uniones PN:
Uníón por aleación, Implantación Iónica, Crecimiento de la uníón, Difusión sobre sustrato epitaxia, tipo masa fundida.
11.- ¿En que Consiste el fenómeno de generación?
Cuando Algunos electrones (a los cuales se les Aplica una energía igual o mayor que la banda prohibida) pasan de la banda de Valencia a la banda de conducción, dejando un hueco en la BV y generan un par E-h.
12.- ¿En que Consiste el fenómeno de Recombinación?
Cuando Un electrón de la banda de conducción pasa a la banda de Valencia (cediendo Energía en forma de la emisión de un fotón de la misma energía de la banda Prohibida).
13.- Mencione 2 mecanismos de generación y de 2 Recombinación:
1.- Generación Térmica
2.- Generación por radiación
1.- Recombinación Térmica
2.- Recombinación por Trampas
14.- ¿Qué son los contactos óhmicos?
Son los que proporcionan la interconexión de cualquier circuito integrado
Con el exterior. Son contactos metal–
Semiconductor en los cuales no hay efecto
Rectificante. Es una juntura de baja resistencia que provee conducción en ambas
Direcciones entre el semiconductor y el metal.
15.- Mencione que sucede en las 2 polarizaciones del Contacto Óhmico
Si se aplica una tensión positiva al metal respecto Al semiconductor no hay barrera para los electrones que fluyen desde el Semiconductor hacia el metal.
Si se aplica al metal una tensión negativa respecto Al semiconductor los electrones pueden fácilmente cruzar la barrera desde el Metal hacia el semiconductor.
16.- ¿Qué es el contacto rectificante?
Se le llama a la uníón de un metal Y un semiconductor, hay un contacto a escala Atómica donde los componentes no se mezclan, y no absorben impurezas ni cargas.
17.- ¿Cuáles son los tres mecanismos que permitan que fluya corriente En el Diodo Schottky?
La difusión de los portadores del semiconductor al Metal, La emisión termoiónica de portadores a través de la barrera de Schottky, Y Quantum Tunneling a través de la barrera.
18.- ¿Qué sucede Cuando juntamos un metal y un semiconductor tipo N, en condiciones de Equilibrio térmico?
– Los niveles de Fermi se igualan
– Pasan los electrones del semiconductor hacia el metal
– Los electrones dejan iones fijos positivos, en el lado del semiconductor, Correspondientes a los de las impurezas donadoras
– Se forma una zona de defleción sobre el conductor
– El metal se hace negativo con respecto al semiconductor
19.- ¿Menciona que es el contacto Metal-metal y que efectos produce dicho contacto?
Es Un contacto que existe entre dos distintos metales, al estar juntos dos metales De diferente densidad se crea una diferencia de potencial, lo cual da origen a Un flujo de electrones y generación de corriente, donde el metal con menor Numero de electrones cede sus electrones al metal de mayor numero, el metal que Cede sus electrones se va oxidando mientras que el que los adquiere sufre de Una reducción (aumenta su numero de electrones) hasta formar un equilibrio de Fermi EF.
20.- ¿Que son los termopares y En que se emplean en la electrónica?
Un Termopar es un dispositivo de estado solido que se utiliza para convertir la Energía en voltaje. Consta de dos metales diferentes empalmados en una misma Juntura.
Se Emplean como sensores de temperatura.
21.- ¿Cuál es la ecuación de Shockley, que describe y donde falla?
Es el modelo matemático de la Uníón P-N, en ausencia de equilibrio que describe el comportamiento del diodo Ideal Id =Is(eqVd/nkt – 1).
Fallas: la constante “n” sólo existe Para el silicio y el germanio (hay más de 200 semiconductores).
No modela el efecto zener o el Efecto avalancha.
22.- ¿Cual es la corriente máxima?
Es la intensidad de
Corriente máxima que puede conducir el diodo sin fundirse por el efecto Joule.
Dado que es función de la cantidad de calor que puede disipar el diodo, depende
Sobre todo del diseño del mismo.
23.- ¿Cual es la corriente inversa de saturación?
Es la
Pequeña corriente que se establece al polarizar inversamente el diodo por la
Formación de pares electrón-hueco debido a la temperatura, admitíéndose que se
Duplica por cada incremento de 10º en la temperatura
24.- ¿Como se genera el efecto avalancha?
En Polarización inversa se generan pares electrón-hueco que provocan la corriente Inversa de saturación; si la tensión inversa es elevada los electrones se Aceleran incrementando su energía cinética de forma que al chocar con Electrones de Valencia pueden provocar su salto a la banda de conducción. Estos Electrones liberados, a su vez, se aceleran por efecto de la tensión, chocando Con más electrones de Valencia y líberándolos a su vez. El resultado es una avalancha De electrones que provoca una corriente grande.
25.- ¿Cuando se produce el efecto túnel?
El Efecto túnel o zéner se produce cuando un campo eléctrico intenso se aplica a La uníón p-n. Tiene su explicación en las propiedades mecánico-cuánticas de los Electrones. En concreto bajo estas condiciones de campo eléctrico un electrón Situado en la banda de Valencia puede efectuar una transición a la banda de Conducción penetrando o saltándose la barrera de potencial.
26.- ¿Qué es el efecto Zener?
Cuanto Más dopado está el material, menor es la anchura de la zona de carga. Puesto Que el campo eléctrico E puede expresarse como cociente de la tensión V Entre la distancia d; cuando el diodo esté muy dopado, y por tanto d Sea pequeño, el campo eléctrico será grande, del orden de 3·105 V/cm. En estas Condiciones, el propio campo puede ser capaz de arrancar electrones de Valencia Incrementándose la corriente.
27-¿Define cada uníón del transistor?
Emisor: Es la zona encargada de “emitir” o inyectar portadores mayoritarios hacia la Base.
Base: Se trata de una zona con un espesor muy inferior al de las capas exteriores. Su Misión es la de dejar pasar la mayor parte posible de portadores inyectados por El emisor hacia el colector.
Colector: Es la encargada de recoger o “colectar” los portadores que inyectados por el Emisor han sido capaces de atravesar la base.
28.- ¿Como se consigue el aislamiento eléctrico en el diseño de un transistor?
Se forman tres ventanas en el SiO2 mediante fotolitografía y corroción (por ácido fluoridrico). Se Difinde ana regíon P+, hasta que alcance el sustrato. El asilamiento Eléctrico se consigue conectando el sustrato a la tensión mas negativa del Ciscuito.
29.- ¿Cual es una de las aplicaciones mas importantes de las Estructuras MOS?
La estructura MOS es de gran Importancia dentro de los dispositivos de estado sólido pues forma los Transistores MOSFET
Es el pilar fundamental de los Dispositivos de carga acoplada CCD.
Es fundamental para la construcción de Memorias RAM
30.- ¿Cuales son las 3 regiones de funcionamiento de la estructura MOS Y que hace cada una?
lAcumulacion.- las cargas se almacenan en el óxido por el mismo Principio de operación de un condensador, en donde el dieléctrico se polariza De forma proporcional al campo eléctrico aplicado
lAgotamiento.- Al incrementar el potencial de compuerta, los electrones Y los huecos se comienzan a recombinar en el semiconductor para formar la Regíón de agotamiento.
lInversión.- Si se continúa aumentando la tensión de compuerta, se Logra la inversión de la regíón de agotamiento.