{"id":16666,"date":"2020-03-09T15:50:16","date_gmt":"2020-03-09T15:50:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/que-es-el-par-de-electrones-en-los-semiconductores-definicion\/"},"modified":"2020-06-30T11:14:08","modified_gmt":"2020-06-30T11:14:08","slug":"que-es-el-par-de-electrones-en-los-semiconductores-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/es\/que-es-el-par-de-electrones-en-los-semiconductores-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es el par de electrones en los semiconductores? – Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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En el semiconductor, los portadores de carga libre son electrones y agujeros de electrones (par de electrones).\u00a0Los electrones y los agujeros se crean por excitaci\u00f3n de electrones.\u00a0Dosimetr\u00eda de radiaci\u00f3n<\/div>\n<\/div>\n
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\"extr\u00ednseco<\/a><\/strong>En el semiconductor,\u00a0los portadores de carga libre<\/strong>\u00a0son\u00a0electrones<\/strong>\u00a0y\u00a0agujeros de<\/strong>\u00a0electrones (pares de electrones).\u00a0Los electrones y los agujeros se crean por\u00a0excitaci\u00f3n de electrones<\/strong>\u00a0de la banda de valencia a la banda de conducci\u00f3n.\u00a0Un agujero de electrones (a menudo simplemente llamado agujero) es la falta de un electr\u00f3n en una posici\u00f3n donde uno podr\u00eda existir en un\u00a0\u00e1tomo<\/a>o enrejado at\u00f3mico.\u00a0Es uno de los dos tipos de portadores de carga que son responsables de crear corriente el\u00e9ctrica en materiales semiconductores.\u00a0Como en un \u00e1tomo normal o en una red cristalina, la carga negativa de los electrones se equilibra con la carga positiva de los n\u00facleos at\u00f3micos, la ausencia de un electr\u00f3n deja una carga positiva neta en la ubicaci\u00f3n del agujero.\u00a0Los agujeros cargados positivamente pueden moverse de un \u00e1tomo a otro en materiales semiconductores a medida que los electrones abandonan sus posiciones.\u00a0Cuando un electr\u00f3n se encuentra con un agujero, se recombinan y estos portadores libres desaparecen efectivamente.\u00a0La recombinaci\u00f3n significa que un electr\u00f3n que ha sido excitado desde la banda de valencia a la banda de conducci\u00f3n vuelve al estado vac\u00edo en la banda de valencia, conocido como los agujeros.<\/p>\n

La conductividad de un semiconductor se puede modelar en t\u00e9rminos de la\u00a0teor\u00eda de<\/strong>\u00a0la\u00a0banda de s\u00f3lidos<\/strong>\u00a0.\u00a0El modelo de banda de un semiconductor sugiere que a temperaturas normales existe la posibilidad finita de que los electrones puedan alcanzar la banda de conducci\u00f3n y contribuir a la conducci\u00f3n el\u00e9ctrica.\u00a0En el semiconductor, los portadores de carga libre (\u00a0pares de electrones<\/strong>\u00a0) se crean por excitaci\u00f3n de electrones desde la banda de valencia a la banda de conducci\u00f3n.\u00a0Esta excitaci\u00f3n dej\u00f3 un agujero en la banda de valencia que se comporta como carga positiva y se crea un par de electrones.\u00a0Los agujeros a veces pueden ser confusos ya que no son part\u00edculas f\u00edsicas como lo son los electrones, sino que son la ausencia de un electr\u00f3n en un \u00e1tomo.\u00a0Los agujeros pueden moverse de un \u00e1tomo a otro<\/strong>\u00a0en materiales semiconductores a medida que los electrones abandonan sus posiciones.<\/p>\n

Excitaci\u00f3n de electrones en semiconductores<\/h2>\n

La energ\u00eda para la excitaci\u00f3n<\/strong>\u00a0se puede obtener de diferentes maneras.<\/p>\n

Excitaci\u00f3n t\u00e9rmica<\/h3>\n

Los pares de agujeros de electrones tambi\u00e9n se generan constantemente a partir de energ\u00eda t\u00e9rmica, en ausencia de cualquier fuente de energ\u00eda externa.\u00a0La excitaci\u00f3n t\u00e9rmica no requiere ninguna otra forma de impulso de arranque.\u00a0Este fen\u00f3meno ocurre tambi\u00e9n a temperatura ambiente.\u00a0Es causada por impurezas, irregularidades en la estructura reticular o por dopante.\u00a0Depende en gran medida del\u00a0espacio<\/sub>\u00a0E\u00a0(una distancia entre la valencia y la banda de conducci\u00f3n), de modo que para un\u00a0espacio<\/sub>\u00a0E m\u00e1s bajoaumenta una cantidad de portadores de carga excitados t\u00e9rmicamente.\u00a0Dado que la excitaci\u00f3n t\u00e9rmica produce el ruido del detector, se requiere enfriamiento activo para algunos tipos de semiconductores (por ejemplo, germanio).\u00a0Los detectores basados \u200b\u200ben silicio tienen un ruido suficientemente bajo incluso a temperatura ambiente.\u00a0Esto es causado por la gran brecha de banda de silicio (Egap = 1.12 eV), que nos permite operar el detector a temperatura ambiente, pero se prefiere enfriar para reducir el ruido.<\/p>\n

Excitaci\u00f3n \u00f3ptica<\/h3>\n

Tenga en cuenta que la energ\u00eda de un solo fot\u00f3n de espectro de luz visible es comparable con estos espacios de banda.\u00a0Los fotones de longitudes de onda de 700 nm a 400 nm tienen energ\u00edas de 1.77 eV 3.10 eV.\u00a0Como resultado, tambi\u00e9n la luz visible es capaz de excitar electrones a la banda de conducci\u00f3n.\u00a0En realidad, este es el principio de los paneles fotovoltaicos que generan corriente el\u00e9ctrica.<\/p>\n

Excitaci\u00f3n por radiaci\u00f3n ionizante<\/h3>\n

Los electrones pueden alcanzar la banda de conducci\u00f3n, cuando son\u00a0excitados por la radiaci\u00f3n ionizante<\/strong>\u00a0(es decir, deben obtener energ\u00eda m\u00e1s alta que Egap).\u00a0En general,\u00a0las part\u00edculas cargadas pesadas<\/a>\u00a0transfieren energ\u00eda principalmente mediante:<\/p>\n