V IR = ρ =

Figura 2.5.4.1.- Estados ocupados en el caso de un metal: (a) antes y (b) después de la excitación electrónica.Aisladores y semiconductores.En el caso de los aisladores y semiconductores, no existen estados vacíos contiguos al máximo de la banda devalencia. Para hacerse libres, los electrones deben superar un intervalo prohibido de energía para acceder a losprimeros estados de energía de la banda de conducción. Esto es posible únicamente si se suministra al electrón laenergía equivalente a la diferencia entre estos dos estados, que es aproximadamente igual a la energía del intervaloprohibido, E g . Este proceso de excitación se muestra en la figura 2.5.4.2. En muchos materiales este intervaloprohibido tiene una anchura de aproximadamente varios electronvoltios. A menudo la excitación energética provienede una fuente no eléctrica tal como calor o luz, sobre todo la primera.El número de electrones excitados térmicamente (por energía calorífica) a la banda de conducción depende delintervalo prohibido de energía, así como de la temperatura. A una temperatura dada, cuanto mayor es E g , menor es laprobabilidad de que un electrón de valencia pase a un estado energético dentro de la banda de conducción, lo cualresulta en un número menor de electrones de conducción. En otras palabras, cuanto mayor es el intervalo prohibido deenergía, menor es la conductividad eléctrica para una determinada temperatura.Por consiguiente, la distinción entre semiconductores y aisladores reside en el valor del intervalo prohibido; en el caso desemiconductores es pequeño, mientras que en los materiales aisladores es relativamente grande.Al aumentar la temperatura tanto de un aislador como un de un semiconductor se produce un aumento de la energíatérmica disponible para la excitación de electrones. Por consiguiente, más electrones son promocionados a la banda deconducción, lo cual origina un aumento de la conductividad.