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Elementos semiconductores (continuación)

n la ilustración de la página anterior, puede verse que no existen electrones libres y que por tanto el comportamiento eléctrico corresponderá al de un aislante. Sin embargo, esto no es totalmente cierto, pues basta la simple energía que comunica la temperatura ambiente para que algunos electrones alcancen la zona de conducción y escapen del enlace. En el lugar que ocupaba el electrón aparece ahora un exceso de carga positiva sin contrarrestar y que se denomina "hueco".

Este hueco atraerá a algún electrón de un enlace cercano que pasará a ocupar su posición dejando tras de sí un nuevo hueco, que a su vez será ocupado por otro electrón de otro enlace. Este proceso se repetirá por todo el cristal. Por tanto, se pueden considerar a los huecos como portadores de carga positiva que se desplazan en sentido contrario al de los electrones que van a rellenarlos.

Si no existe ningún campo eléctrico aplicado al cristal, este movimiento de electrones y el de huecos, en sentido opuesto, se producirá de una forma desordenada y al azar por el cristal, pero si conectamos los terminales de una pila al cristal se producirá una corriente de electrones que se desplazarán hacia el terminal positivo de la pila y una corriente contraria de huecos que se dirigen, en sentido contrario a los electrones, hacia el terminal negativo.

Sin embargo, como el número de electrones y huecos no es muy grande en un semiconductor como el descrito, la intensidad de la corriente que se produce es muy pequeña y el material se comporta prácticamente como un aislante de la electricidad. Los materiales descritos reciben el nombre de semiconductores intrínsecos.

A la sucesión de átomos de valencia 4 se le incorpora un átomo de valencia 3. El hueco que crea la carencia del electrón genera un exceso de carga, que en este caso será positiva.

Pero ¿qué sucede si en el retículo mencionado sustituimos algún átomo de silicio o germanio por otro que en lugar de tener cuatro tiene tres o cinco electrones de valencia? Veamos cada caso por separado.

A los átomos extraños que insertamos en el retículo se les denomina impurezas y al proceso de añadir estas impurezas recibe el nombre de dopado. Al semiconductor obtenido por este procedimiento se le denomina semiconductor impuro o extrínseco.

Supongamos que en el retículo insertamos algunas impurezas formadas por átomos que tengan cinco electrones de valencia.

Como puede entenderse sobraría un electrón después de realizar los enlaces covalentes con los átomos vecinos. Este electrón abandonará fácilmente el átomo para pasar a la zona de conducción y convertirse en portador de corriente, pero no se produciría ningún hueco, ya que los enlaces permanecen completos. Por tanto, lo que tendríamos es un material con un exceso de electrones libres.

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