BANDA DE ENERGÍA Y CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CRISTAL

El nivel energético de cada electrón puede estar situado en la "banda de valencia" o en la "banda de conducción" del cristal. Un electrón que ocupe un nivel dentro de la banda de valencia está ligado a un átomo del cristal y no puede moverse libremente a través de él, mientras que si el nivel ocupado pertenece a la banda de conducción, el electrón puede moverse libremente por todo el cristal, pudiendo formar parte de una corriente eléctrica.

Entre la banda de valencia y la de conducción existe una "banda prohibida", cuyos niveles no pueden ser ocupados por ningún electrón del cristal. La magnitud de esa banda prohibida [Eg] permite definir otra diferencia entre los semiconductores, aislantes y conductores. Y tiene por unidad de energía al Electrón- Voltio [eV], la cual es igual a la energía que adquiere una partícula cargada, cuando es acelerada en el vacío, a través de una diferencia de potencial de 1 voltio.

LA MAGNITUD DE LA BANDA PROHIBIDA (EG) DE ALGUNOS SEMICONDUCTORES SON: PARA EL SILICIO (SI) ES APROXIMADAMENTE DE 1,11 EV, GERMANIO (GE) DE 0,67 EV, ARSENIURO DE GALIO (GAAS) DE 1,43 EV, TELURIO DE CADMIO (CDTE) 0,33 EV, GALENA (SPB) DE 0,37 EV, ANTIMONIURO DE INDIO (SBIN) DE 0,23 EV.

PARA LA CONDUCCIÓN DE LA ELECTRICIDAD ES NECESARIO QUE HAYAN ELECTRONES EN LA CAPA DE CONDUCCIÓN, ASÍ SE

PUEDEN CONSIDERAR TRES SITUACIONES:

Los conductores, en donde la banda de valencia y la banda de conducción a se superponen.

Los aislantes, en donde la diferencia existente entre las bandas de energía, en el orden de 6 eV impide, en condiciones normales el salto de los electrones hacia la banda de conducción.

Los semiconductores, en donde el salto de energía es pequeño, en el orden de 1 eV, al suministrarles energía pueden conducir la electricidad; pero además, su conductividad puede regularse, puesto que al disminuir la energía aportada es menor el número de electrones que salte a la banda de conducción; cosa que no puede hacerse con los metales, cuya conductividad es constante, o más propiamente, poco variable con la temperatura.

NOTA: No debe confundirse la resistividad del material con la resistencia del mismo. La resistividad es una propiedad característica de cada material, mientras que la resistencia depende de la forma geométrica. La corriente en los conductores se debe al movimiento de los electrones libres mientras que en los semiconductores se debe al movimiento de los electrones libre y los huecos