Semiconductores

2. Un semiconductor es un componente que no es directamente un conductor decorriente, pero tampoco es un aislante. En un conductor la corriente es debida al movimiento de las cargas negativas (electrones). En los semiconductores se producen corrientes producidas por el movimiento de electrones como de las cargas positivas (huecos). Los semiconductores son aquellos elementos perteneciente algrupo IV de la Tabla Periódica (Silicio, Germanio, etc. Generalmente a estos se le introducen átomosde otros elementos, denominados impurezas, de forma que la corriente se debaprimordialmente a los electrones o a los huecos, dependiendo de la impurezaintroducida. Otra característica que los diferencia se refiere a su resistividad, estandoésta comprendida entre la de los metales y la de losaislantes.Disposición esquemática de los átomos de un semiconductor de silicio puro, No existenelectrones ni huecos libresLa disposición esquemática de los átomos para un semiconductor de silicio podemosobservarla en la figura de arriba, Las regiones sombreadas representan la cargapositiva neta de los núcleos y los puntos negros son los electrones, menos unidos a losmismos.La fuerza que mantiene unidos alos átomos entre sí es el resultado del hecho de que loselectrones de conducción de cada uno de ellos, son compartidos por los cuatro átomosvecinos.
3. A temperaturas bajas la estructura normal es la que se muestra en la figura de arribaen la cual no se observa ningún electrón ni hueco libre y por tanto el semiconductor secomporta como un aislante.Estos cuatro electrones se encuentran formandouniones covalentes con otros átomosvecinos para así formal un cristal, que es la forma que se los encuentra en la naturaleza.Si esta estructura se encuentra a una temperatura muy baja o en el cero absoluto, elcristal tendrá tan poca energía que no hará posible la conducción eléctrica. Al aumentarla temperatura (a temperatura ambiente por ejemplo) ciertos electrones adquierensuficiente energía pararomper el enlace del que forman parte y "saltar" al siguienteorbital. Esto provoca la formación de un espacio vacío, que por carencia deelectrones, posee carga positiva, a este espacio se lo denomina hueco.El aumento de temperatura rompe algunas uniones entre átomos liberándose un ciertonúmero de electrones.En cambio, a la temperatura ambiente (20-25 grados C.) algunas de las fuertes unionesentrelos átomos se rompen debido al calentamiento del semiconductor y comoconsecuencia de ello algunos de los electrones pasan a ser libres. En la figura siguientese representa esta situación. La ausencia del electrón que pertenecía a la unión de dosátomos de silicio se representa por un círculo,La forma en que los huecos contribuyen a la corriente, se detalla seguidamente Cuandoun electrón puede vencerla fuerza que le mantiene ligado al núcleo y por tantoabandona su posición, aparece un hueco, y le resulta relativamente fácil al electróndel átomo vecino dejar su lugar para llenar este hueco.Este electrón que deja su sitio para llenar un hueco, deja a su vez otro hueco en suposición inicial, De esta manera el hueco contribuye a la corriente lo mismo que elelectrón, con una trayectoria de sentidoopuesto a la de éste.
4. Un cristal está formado por un conjunto de átomos muy próximos entre sí dispuestosespacialmente de forma ordenada de acuerdo con un determinado patrón geométrico. Lagran proximidad entre los átomos del cristal hace que los electrones de su última capasufran la interacción de los átomos vecinos.El nivel energético de cada uno de estos electrones puede estar situado en la"banda devalencia" o en la "banda deconducción" del cristal. Un electrón que ocupe un nivel dentro de la banda de valenciaestá ligado a un átomo del cristal y no puede moverse libremente por él mientras que siel nivel ocupado pertenece a la banda de conducción, el electrón puede moverselibremente por todo el cristal, pudiendoFormar parte de una corriente eléctrica.Entre la banda de valencia y la...