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Structura atómica de los semiconductores. Las propiedades eléctricas de un material semiconductor están determinadas por su estructura atómica. En un cristal puro de germanio o de silicio losátomos están unidos entre si en disposición periódica, formando una rejilla cubica tipo diamante, perfectamente regular. Cada átomo del cristal tiene 4 electrones de valencia, cada uno de los cualesinteractúa con el electrón del átomo vecino formando un enlace covalente. Al no tener los electrones libertad de movimiento a bajas temperaturas y en estado cristalino puro, el material actúa comoaislante.
Los cristales de germanio o de silicio contienen pequeñas partes de impurezas que conducen la electricidad, incluso a bajas temperaturas. Las impurezas tienen 2 efectos dentro del cristal. Lasimpurezas de fosforo, antimonio o arsénico se denominan impurezas donantes porque aportan un exceso de electrones. Este grupo de elementos tiene 5 electrones de valencia, de los cuales solo 4establecen enlaces con los átomos de germanio o silicio.
Por lo tanto, cuando se aplica un campo eléctrico, los electrones restantes de las impurezas donantes quedan libres para desplazarse a través delmaterial cristalino. Por el contrario, las impurezas de galio y de indio disponen de solo 3 electrones de valencia, es decir, les falta uno para completar la estructura de enlaces interatómicos con elcristal. Estas impurezas se conocen como impurezas receptoras, porque aceptan electrones de átomos vecinos. A su vez, las deficiencias restantes o huecos, en la estructura de los átomos vecinos serellenan a otros electrones, y así sucesivamente. Estos huecos se comportan como cargas positivas como si se unieran en posición opuesta a la de los electrones cuando se les aplica un voltaje.1+Zn=1+nz1!+nn-1z22!+…
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