Semiconductores

1 CONDUCTORES, AISLANTES Y SEMICONDUCTORES
Todo material existente puede clasificarse en tres: conductores, aislantes y semiconductores. En
los materiales conductores, como el metal, las bandas devalencia y conducción se encuentran
solapadas. Es por eso que la aplicación de un pequeño campo eléctrico por más pequeño que
sea, genera el paso de electrones, es decir, de corriente. En los aislantes,existe una gran
separación entre la banda de valencia y conducción, por lo que, para la generación de corriente es
necesaria la aplicación de una gran cantidad de energía. Por último para lossemiconductores, la
separación entre bandas es significativamente menor que en los aislantes, pero sin llegar al
solapamiento. En la Figura 1 se muestra la estructura de bandas de los materiales.

Figura 1.Estructura de bandas; a) un aislante,
b) un semiconductor y c) un metal.

1.1 SEMICONDUCTORES
El germanio y el silicio son los dos materiales semiconductores empleados para dispositivos
electrónicos.Cada átomo de silicio posee 4 protones en su núcleo, y 4 electrones de valencia. En
la Figura 2, se muestra la estructura cristalina en 2 dimensiones, la fuerza del enlace entre átomos
vecinos es elresultado de que cada electrón de valencia es compartido por sus cuatro vecinos
más próximos. Este par de electrones, o enlace covalente, se representa mediante líneas
punteadas que unen cada átomo consus vecinos. Por lo tanto, pese a tener 4 electrones en la
banda de valencia, estos sirven a la unión entre átomos, produciendo así una baja conductividad.

Figura 2. Estructura cristalina delSilicio.
A temperaturas bajas (cercanas a los 0º K) la estructura cristalina mostrada en la Figura 2 es
válida, y el cristal de Silicio actúa como aislante. Sin embargo, a temperatura ambiente, algunos
delos enlaces covalentes se rompen debido a la energía térmica, lo que resulta en una posible
conducción. Este hecho se ve reflejado en la Figura 3.
Un electrón perteneciente a un enlace covalente, al...