1.5: Resumen
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Los cristales como el silicio muestran una estructura tridimensional muy ordenada que se basa en fuertes enlaces covalentes. El cristal tiende a “pelusa” o ampliar los niveles de energía permisibles en bandas de energía más gruesas. Además, el cristal exhibe una brecha de energía modesta, o brecha de banda, entre la banda de valencia y la banda de conducción. Esta brecha es mucho más pequeña que la brecha que se ve en los aisladores, y por lo tanto el material se conoce como un semiconductor, estando en algún lugar entre un conductor verdadero y un verdadero aislante.
Las características eléctricas de un cristal semiconductor puro o intrínseco pueden alterarse añadiendo impurezas o dopantes. Un cristal dopado se conoce como un cristal extrínseco. Si se agrega un dopante pentavalente, habrá un excedente de electrones y una elevación del nivel Fermi. El nuevo cristal se llama material tipo N. En contraste, si se agrega un dopante trivalente, habrá un excedente de agujeros y un descenso del nivel Fermi. El nuevo cristal se llama material tipo P. En el material tipo N, los electrones son el portador de carga mayoritario y los agujeros son el portador de carga minoritario. En el material tipo P, los agujeros son el portador mayoritario mientras que los electrones sirven como portadores minoritarios.
1.5.1: Preguntas de revisión
1. Describir las diferencias entre un conductor, un aislante y un semiconductor.
2. Definir los términos nivel Fermi, banda de valencia, banda de conducción y banda gap.
3. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre un cristal intrínseco y un cristal extrínseco?
4. ¿Qué se entiende por el término dopaje?
5. ¿Cuál es el efecto de las impurezas donadoras y aceptoras en el nivel de Fermi?