Dispositivos semiconductores - Introducción
Se ve ampliamente que la distancia de un núcleo al electrón de un átomo en particular no es igual. Normalmente, los electrones giran en una órbita bien definida. Un número particular de electrones solo puede mantenerse en la capa exterior u órbita. La conductividad eléctrica de un átomo está influenciada principalmente por los electrones de la capa exterior. Estos electrones tienen mucho que ver con la conductividad eléctrica.
Conductores y aislantes
La conducción eléctrica es el resultado de un movimiento irregular o incontrolado de electrones. Estos movimientos hacen que ciertos átomos sean buenoselectrical conductors. Un material con ese tipo de átomos tiene muchos electrones libres en su capa exterior u órbita.
Comparativamente, un insulating materialtiene un número relativamente pequeño de electrones libres. En consecuencia, los electrones de la capa exterior de los aisladores tienden a mantener su lugar firmemente y apenas permiten que fluya corriente a través de ellos. Por lo tanto, en un material aislante, tiene lugar muy poca conductividad eléctrica.
Semiconductores
Entre conductores y aisladores, hay una tercera clasificación de átomos (material) conocida como semiconductores. Generalmente, la conductividad de un semiconductor se encuentra entre las conductividades de los metales y los aislantes. Sin embargo, a temperatura de cero absoluto, el semiconductor también actúa como un aislante perfecto.
Silicon y germaniumson los elementos semiconductores más familiares. El óxido de cobre, el sulfuro de cadmio y el arseniuro de galio son algunos otros compuestos semiconductores que se utilizan con frecuencia. Este tipo de material se clasifica generalmente como elementos de tipo IVB. Estos átomos tienen cuatro electrones de valencia. Si pueden ceder cuatro electrones de valencia, se puede lograr la estabilidad. También se puede lograr aceptando cuatro electrones.
Estabilidad de un átomo
El concepto de estabilidad de un átomo es un factor importante en el estado de los materiales semiconductores. El número máximo de electrones en la banda de valencia es 8. Cuando hay exactamente 8 electrones en la banda de valencia, se puede decir que el átomo es estable. en unstable atom, el enlace de los electrones de valencia es muy rígido. Este tipo de átomos son excelentes aislantes. En tales átomos, los electrones libres no están disponibles para la conductividad eléctrica.
Ejemplos de elementos estabilizados son gases como argón, xenón, neón y criptón. Debido a sus propiedades, estos gases no se pueden mezclar con otro material y generalmente se conocen comoinert gases.
Si el número de electrones de valencia en la capa exterior es menor de 8, entonces se dice que el átomo es inestable, es decir, los átomos que tienen menos de 8 electrones de valencia son inestables. Siempre intentan tomar prestados o donar electrones de los átomos vecinos para estabilizarse. Los átomos de la capa exterior con 5, 6 o 7 electrones de valencia tienden a tomar prestados electrones de otros átomos para buscar estabilidad, mientras que los átomos con uno, dos o tres electrones de valencia tienden a liberar estos electrones a otros átomos cercanos.