Semiconductor intrínseco y extrínseco qué son y cómo funcionan

En este artículo trataremos de explicar qué es un semiconductor y cómo se comportan frente a la corriente eléctrica.

Los semiconductores son materiales que se encuentran a medio camino entre los materiales conductores y los materiales aislantes. Como veremos más adelante, existen dos tipos de semiconductores: semiconductor intrínseco y semiconductor extrínseco.

Gracias a que tienen un tipo de resistividad al paso de la electricidad intermedia, los semiconductores tienen la cualidad de ser conductores de la electricidad cuando aumenta la temperatura y ser resistentes en condiciones de temperatura normal. Es decir, podemos alterar su estado de forma artificial según nos interese.

Esta cualidad es la que lo hace tan valiosos en el sector de la electrónica. Los semiconductores están presentes en infinidad de dispositivos que usamos en nuestra vida diaria: televisores, ordenadores, tablets, teléfonos, equipos de música, radios, videoconsolas, …

Semiconductor intrínseco

El semiconductor intrínseco es aquel que está formado por un solo tipo de átomo. Los más frecuentes y empleados son el germanio (Ge) y el silicio (Se). De ambos, el silicio es el que encontraremos en la mayoría de los dispositivos electrónicos, por ser el que más abunda en la naturaleza y el que mejor se comporta a grandes temperaturas.

Los átomos de los semiconductores poseen 4 electrones en su órbita externa, que comparte con los átomos adyacentes y forman 4 enlaces covalentes. Así, cada átomo tiene 8 electrones en su capa más externa. Esto forma una red muy fuerte entre átomos y sus electrones, que en circunstancias normales no se desplazan y son aislantes.

Cuando se aumenta la temperatura mediante la aplicación de una carga eléctrica, los electrones ganan energía y empiezan a moverse. Se separan del enlace y se convierten en conductores eléctricos. Por lo tanto, su resistencia disminuye con la temperatura.

Semiconductor extrínseco

El semiconductor extrínseco es el resultado de introducir átomos de otros elementos a fin de que el semiconductor primitivo pierda su pureza y gane en conductividad. Este proceso de impurificación se conoce como “dopaje”. Según el tipo de impureza que se le añada al semiconductor tendremos dos tipos de semiconductores extrínsecos.

Semiconductor tipo P

En el semiconductor tipo P, se emplean como dopantes elementos trivalentes, que se son aquellos que cuentan con 3 electrones de valencia. Los semiconductores tipo P más habituales son el boro (B), el indio (In) y el galio (Ga). Al solo aportar tres electrones, no se pueden formar los cuatro enlaces covalentes que veíamos en el semiconductor intrínseco. La red que conforman estos átomos presenta una serie de huecos que permiten más fácilmente el movimiento de los electrones y, por ende, la conducción eléctrica.

Semiconductor tipo N

En este semiconductor se utilizan elementos pentavalentes como dopantes, con cinco electrones de valencia. El fósforo (P), el arsénico (As) y el Antimonio son los más frecuentes. Al aportar un exceso de electrones, algunos se quedan libres y se empiezan a mover fácilmente por la red, con lo que aumentan la conductividad.

Los semiconductores tienen un papel crucial en un mundo cada día más tecnificado. La industria necesita una fuente barata y abundante de este tipo de materiales.

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