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En un cristal de Silicio o Germanio se forma una estructura tetraédrica similar a la del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos. Cada enlace covalente comparte dos electrones. Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente algunos electrones pueden absorber la energía térmica necesaria para saltar a la banda de conducción dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia.
Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los electrones pueden caer, desde el estado energético correspondiente a la banda de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este fenómeno se le denomina recombinación.
Los electrones y los huecos reciben el nombre de portadores. En los semiconductores, ambos tipos de portadores contribuyen al paso de la corriente eléctrica. Si se somete el cristal a una diferencia de potencial se producen dos corrientes eléctricas. Por un lado la debida al movimiento de los electrones libres de la banda de conducción (electrón libre -), y por otro, la debida al desplazamiento de los electrones en la banda de valencia (hueco +), que tenderán a saltar a los huecos próximos, originando una corriente de huecos en la dirección contraria al campo eléctrico cuya velocidad y magnitud es muy inferior a la de la banda de conducción.
Tanto el efecto térmico, como la aplicación de un campo eléctrico o ambos aplicado simultaneamente permite obtener portadores de corriente eléctrica y así el semiconductor conduce mas la corriente eléctrica. El nivel de energía de la última capa u órbita del silicio no es muy elevada, por lo que esto facilita hacer intercambio electrónico con mayor facilidad.
Este material es el elemento base para la fabricación de numerosos dispositivos como: diodos, transistores, triac, diac, memorias, compuertas, circuitos integrados en general. El semiconductor puro se lo denomina intrinseco, pues no tiene átomos de impureza.
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| Estructura del Silicio puro |
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| Conducción eléctrica en el semiconductor puro: |
VIDEOS:
Semiconductor de silicio, niveles de energía, estructura atómica y conducción:
