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Apuntes sobre Semiconductores: Propiedades, Clasificación y Dopaje, Resúmenes de Ingenieria de Mantenimiento

Documento de apuntes sobre la materia de semiconductores, escritos por el docente dr. Jesús norberto guerrero tavares para el curso de ingeniería mecatrónica del instituto tecnológico superior de abasolo. Contiene preguntas y respuestas sobre la naturaleza de materiales semiconductores, su clasificación, la capa de valencia, el número de grupo en la tabla periódica, tipos de enlaces químicos, teoría de bandas y dopaje.

Tipo: Resúmenes

2020/2021

Subido el 27/10/2021

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ELECTRÓNICA ANALÓGICA
Docente: Dr. Jesús Norberto Guerrero Tavares.
Instituto Tecnológico Superior de Abasolo
Departamento de Ingeniería Mecatrónica
Nombre de la Tarea:
Semiconductores
No. de
actividad: 1
Semestre:
Agosto-diciembre 2021
Duración:
Indefinido.
Objetivo de la
Actividad:
Reforzar conocimientos sobre los semiconductores
Resultados de la
actividad:
El alumno será capaz de identificar las propiedades de los semiconductores, cómo
se construyen, dopaje, bandas de energía y diferentes tipos de material
semiconductor.
Instrucciones:
Conteste las siguientes preguntas. Suba su hoja de respuestas en PDF.
Cuestionario
1. ¿Qué es un material semiconductor?
Es aquel material que puede actuar como un conductor permitiendo el paso de una corriente eléctrica o
como un aislante impidiendo varios factores.
2. ¿Cómo se clasifican los materiales de acuerdo con su resistencia eléctrica?
Los materiales se pueden clasificar en tres tipos según su comportamiento eléctrico, aislantes,
semiconductores y conductores.
3. ¿Qué es la capa de valencia de un elemento?
La capa de valencia es aquella cuyos electrones son los responsables de las propiedades químicas de
un elemento.
4. En la tabla periódica, ¿qué indica el número de grupo?, por ejemplo, ¿qué representa a nivel
atómico los elementos del grupo IV?
Los grupos indican el número de electrones que tienen los elementos en su capa más externa o nivel
de valencia, por lo que presentan propiedades químicas similares.
El grupo 4 de la tabla periódica comprenden los elementos sintéticos y radiactivos.
5. Mencione los diferentes tipos de enlace químico que pueden formar una red de elementos.
Existen 5 tipos de enlaces químicos:
Enlace iónico
Enlaces covalentes (Enlace covalente no polar o puro/ Enlace covalente polar)
Enlace metálico
Enlaces químicos entre moléculas
Por fuerzas de Van der Waals
Enlace de hidrógeno o por puente de hidrógeno
6. Mencione para qué es la teoría de bandas
La teoría de bandas explica cómo los átomos metálicos se unen entre sí y por qué son tan buenos
conductores de la electricidad mientras que otros materiales son aislantes. Es una teoría que explica
cómo funciona el enlace metálico.
7. Cómo se usa la teoría de bandas para describir a los semiconductores.
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ELECTRÓNICA ANALÓGICA

Docente: Dr. Jesús Norberto Guerrero Tavares. Instituto Tecnológico Superior de Abasolo Departamento de Ingeniería Mecatrónica Nombre de la Tarea: Semiconductores No. de actividad: 1 Semestre: Agosto-diciembre 2021 Duración: Indefinido. Objetivo de la Actividad: Reforzar conocimientos sobre los semiconductores Resultados de la actividad: El alumno será capaz de identificar las propiedades de los semiconductores, cómo se construyen, dopaje, bandas de energía y diferentes tipos de material semiconductor. Instrucciones: Conteste las siguientes preguntas. Suba su hoja de respuestas en PDF. Cuestionario

  1. ¿Qué es un material semiconductor? Es aquel material que puede actuar como un conductor permitiendo el paso de una corriente eléctrica o como un aislante impidiendo varios factores.
  2. ¿Cómo se clasifican los materiales de acuerdo con su resistencia eléctrica? Los materiales se pueden clasificar en tres tipos según su comportamiento eléctrico, aislantes, semiconductores y conductores.
  3. ¿Qué es la capa de valencia de un elemento? La capa de valencia es aquella cuyos electrones son los responsables de las propiedades químicas de un elemento.
  4. En la tabla periódica, ¿qué indica el número de grupo?, por ejemplo, ¿qué representa a nivel atómico los elementos del grupo IV? Los grupos indican el número de electrones que tienen los elementos en su capa más externa o nivel de valencia, por lo que presentan propiedades químicas similares. El grupo 4 de la tabla periódica comprenden los elementos sintéticos y radiactivos.
  5. Mencione los diferentes tipos de enlace químico que pueden formar una red de elementos. Existen 5 tipos de enlaces químicos: Enlace iónico Enlaces covalentes (Enlace covalente no polar o puro/ Enlace covalente polar) Enlace metálico Enlaces químicos entre moléculas Por fuerzas de Van der Waals Enlace de hidrógeno o por puente de hidrógeno
  6. Mencione para qué es la teoría de bandas La teoría de bandas explica cómo los átomos metálicos se unen entre sí y por qué son tan buenos conductores de la electricidad mientras que otros materiales son aislantes. Es una teoría que explica cómo funciona el enlace metálico.
  7. Cómo se usa la teoría de bandas para describir a los semiconductores.

Los metales son conductores porque las bandas de valencia y de conducción se superponen, y esto hace que los electrones se muevan con libertad de una a otra. En el caso de los semiconductores, las bandas de valencia y de conducción no se superponen, pero la diferencia energética entre ambas es pequeña, por lo que una pequeña aportación energética hará que puedan promocionar electrones a la banda de conducción y, por tanto, conducir la corriente eléctrica.

  1. ¿Cómo se dopan los materiales semiconductores? ¿Para qué? El dopaje de semiconductores es la introducción intencional de impurezas en un semiconductor intrínseco. Los dopantes que producen los cambios controlados deseados se clasifican como aceptores o donantes de electrones. Para que el semiconductor que fue dopado intencionalmente con el fin de modular sus propiedades eléctricas, ópticas y estructurales.
  2. ¿Qué es un material tipo N? En un semiconductor tipo n, reciben el nombre de "portadores mayoritarios", mientras que a los huecos se les denomina "portadores minoritarios". Al aplicar una tensión al semiconductor, los electrones libres dentro del semiconductor se mueven hacia la izquierda y los huecos lo hacen hacia la derecha. (Exceso de electrones).
  3. ¿Qué es un material tipo P? Es el que está impurificado con impurezas "Aceptoras", que son impurezas trivalentes. Como el número de huecos supera el número de electrones libres, los huecos son los portadores mayoritarios y los electrones libres son los minoritarios. Al aplicarse una tensión, los electrones libres se mueven hacia la izquierda y los huecos lo hacen hacia la derecha. (Exceso de huecos). Conclusión Personal Se podría decir que el semiconductor puede contener purezas e impurezas, donde ningún átomo de otro tipo se adentre a la estructura. Dependiendo del caso, la cantidad de huecos que dejan los electrones en la banda de valencia al atravesar la banda prohibida será igual a la cantidad de electrones libres que se encuentran presentes en la banda de conducción. El dopaje del semiconductor dependiendo de la pureza que contiene son utilizadas con el fin de cambiar sus propiedades eléctricas.