TEORIA DE BANDAS Y HUECOS

Esta teoría describe la estructura electrónica de un material  como una estructura de bandas de energía.

Esta teoría utiliza como base el hecho de que en una molécula su orbital atómico se amontonan o acumulan un numero separado de orbitales moleculares, para así formar estructuras muy solidas

Dentro de estos encontramos

·         BANDAS DE VALENCIA (BV)

Esta ocupada por los electrones de valencia, los electrones que se encuentran en la última capa. Estos electrones son los que usan enlaces entre otros átomos pero  no intervienen en la conducción.

·         BANDA DE CONDUCCION (BC)

En esta encontramos electrones libres aquellos que se mueven libremente de aquí que los elementos sean capaces de conducir la corriente eléctrica.

·         BANDA PROHIBIDA

Es esta la separación entre banda de valencia y la banda de conducción, en la relación a esta banda es que los elementos pueden encontrase como conductores, semiconductor o  aislantes.

Si la banda es pequeña los electrones pueden moverse al siguiente nivel generando conducción, sin embargo si el espacio de la banda prohibida es muy grande no hay posibilidad de haber conducción eléctrica. (Ejemplo cristal, la madera).

La mejor forma de entender como se comportan los elementos es mediante el siguiente cuadro.

UN SEMICONDUCTOR INTRINSECO

Este elemento es un semiconductor puro el cual reacciona con la temperatura (a temperatura ambiente se comporta como un aislante pero cuando se presenta una cantidad determinada de energía térmica  los electrones pueden saltar de la  banda de valencia dejando hueco a la banda de conducción.

Adicionalmente el espacio de la banda prohibida es pequeño lo cual facilita que los electrones puedan saltar de una banda a la otra.

Para los elementos semiconductores como el SI (T = 1.12V) y el Ge (T = 0.67V).

SEMICONDUCTOR EXTRINSECO

Para aumentar la capacidad de conducción se pueden añadir pequeñas dosis de impurezas a este proceso de le denomina dopado.

SEMICONDUCTOR TIPO N

Se obtiene de la combinación de un  semiconductor intrínseco con  impurezas del orden pentavalente o de valencia 5 como (Arsénico, Antimonio, o Fosforo).

Este tipo de dopado es utilizado para aumentar el número de portadores de carga.

Al tener 4 enlaces covalentes y un electrón libre; el numero de electrones supera al número de huecos  debido a esta relación se obtiene que los electrones son los portadores mayoritarios y los huecos los portadores minoritarios

A este tipo de impurezas las denominamos como Donadoras, debido a que dejan un electrón libre, ya  que por norma solo pueden tener 8 electrones en su última capa de valencia;  estas impurezas generan niveles llenos los cuales al agregarles una dosis de energía saltan del nivel de impureza a la banda de conducción y así generar conducción eléctrica.

Al número de electrones libres se les identifica como n

SEMICONDUCTOR TIPO P

Se obtiene de la combinación de un  semiconductor intrínseco con  impurezas

Del orden  trivalente o de valencia 3 como (Aluminio, Boro, Galio).

En este caso solo  3 enlaces y un electrón libre tendremos 7 electrones en la capa de valencia y son denominados Aceptores.

El propósito del dopaje tipo P es crear más huecos los cuales generan  niveles vacios, que  al ser agregada  una dosis de energía genera que salten de la banda de valencia a los niveles vacios para así producción conducción eléctrica.

Aunque los huecos son muy pocos, a estos se les identifican como p