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DIODOS
SEMICONDUCTORES
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– –
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– Si –
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Si Si Si
–
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– Si –
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– Si –
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Electrones compartidos
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– Si –
–
–
– Si –
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Electrones de valencia
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– Si –
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FIG. 1.4
Enlace covalente del átomo de silicio.
En un cristal de silicio o germanio puros, los cuatro electrones de valencia de un átomo forman
un arreglo de enlace con cuatro átomos adyacentes, como se muestra en la figura 1.4.
Este enlace de átomos, reforzado por compartir electrones, se llama enlace covalente.
Como el GaAs es un semiconductor compuesto, hay compartición entre los dos átomos diferentes,
como se muestra en la figura 1.5. Cada átomo está rodeado por átomos del tipo complementario.
Sigue habiendo compartición de electrones similares en estructura a la de Ge y Si, pero
ahora el átomo de As aporta cinco electrones y el átomo de Ga tres.
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As
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– – – –
– –
Ga – –
–
–
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Ga
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– – – Ga
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As –
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As
– – – –
As
– –
– –
–
Ga
Ga –
– –
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As
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– –
–
As
FIG. 1.5
Enlace covalente del cristal del GaAs.
Aunque el enlace covalente produce un enlace más fuerte entre los electrones de valencia y
su átomo padre, aún es posible que los electrones de valencia absorban suficiente energía cinética
proveniente de causas externas para romper el enlace covalente y asumir el estado “libre”.
El término libre se aplica a cualquier electrón que se haya separado de la estructura entrelazada
fija y es muy sensible a cualquier campo eléctrico aplicado como el establecido por fuentes de
voltaje o por cualquier diferencia de potencial. Las causas externas incluyen efectos como energía
luminosa en forma de fotones y energía térmica (calor) del medio circundante. A temperatura ambiente
hay alrededor de 1.5 10 10 portadores libres en un 1 cm 3 de material de silicio intrínseco,
es decir, 15,000,000,000 (quince mil millones) de electrones en un espacio más reducido que
un pequeño cubo de azúcar; una enorme cantidad.