1.5: Resumen

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En este capítulo hemos examinado la estructura básica de los átomos. Esto incluye el concepto de conchas de electrones y estados de energía permisibles. Hemos utilizado tanto el modelo Bohr del átomo como los diagramas de bandas de energía correspondientes.

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?