{"id":16713,"date":"2020-03-10T03:48:18","date_gmt":"2020-03-10T03:48:18","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/que-es-la-semiconductividad-teoria-de-bandas-definicion\/"},"modified":"2020-07-01T05:09:45","modified_gmt":"2020-07-01T05:09:45","slug":"que-es-la-semiconductividad-teoria-de-bandas-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/es\/que-es-la-semiconductividad-teoria-de-bandas-definicion\/","title":{"rendered":"Qu\u00e9 es la semiconductividad &#8211; Teor\u00eda de bandas &#8211; Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">La semiconductividad est\u00e1 determinada por la brecha de energ\u00eda entre las bandas de valencia y conducci\u00f3n.\u00a0Para entender qu\u00e9 es semiconductor, tenemos que definir estos t\u00e9rminos.\u00a0Dosimetr\u00eda de radiaci\u00f3n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p>En general, los\u00a0<strong>semiconductores<\/strong>\u00a0son materiales, inorg\u00e1nicos u org\u00e1nicos, que tienen la capacidad de controlar su conducci\u00f3n dependiendo de la estructura qu\u00edmica, la temperatura, la iluminaci\u00f3n y la presencia de dopantes.\u00a0El nombre\u00a0<strong>semiconductor<\/strong>\u00a0proviene del hecho de que estos materiales tienen una\u00a0<strong>conductividad el\u00e9ctrica<\/strong>\u00a0entre la de un metal, como cobre, oro, etc. y un aislante, como el vidrio.\u00a0Tienen una\u00a0<strong>brecha de energ\u00eda<\/strong>\u00a0inferior a 4eV (aproximadamente 1eV).\u00a0En f\u00edsica del estado s\u00f3lido, este intervalo de energ\u00eda o intervalo de banda es un rango de energ\u00eda entre la banda de valencia y la banda de conducci\u00f3n donde los estados de electrones est\u00e1n prohibidos.\u00a0A diferencia de los conductores, los electrones en un semiconductor deben obtener energ\u00eda (por ejemplo, de la radiaci\u00f3n ionizante) para atravesar el intervalo de banda y alcanzar la banda de conducci\u00f3n.\u00a0<strong>Las propiedades de los semiconductores<\/strong>\u00a0est\u00e1n determinadas por la brecha de energ\u00eda entre las bandas de valencia y conducci\u00f3n.\u00a0Para entender qu\u00e9 es semiconductor, tenemos que definir estos t\u00e9rminos.<\/p>\n<h2>Propiedades de los semiconductores.<\/h2>\n<p>Para comprender la diferencia entre\u00a0<strong>metales<\/strong>\u00a0,\u00a0<strong>semiconductores<\/strong>\u00a0y\u00a0<strong>aisladores el\u00e9ctricos<\/strong>\u00a0, tenemos que definir los siguientes t\u00e9rminos de la f\u00edsica de estado s\u00f3lido:<\/p>\n<ul>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-26111 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\" alt=\"Banda de valencia - Banda de conducci\u00f3n - Brecha de banda\" width=\"469\" height=\"324\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\" \/><\/a>Banda de valencia<\/strong>\u00a0.\u00a0En f\u00edsica del estado s\u00f3lido, la\u00a0<strong>banda de valencia<\/strong>\u00a0y la\u00a0<strong>banda de\u00a0<\/strong><strong>conducci\u00f3n<\/strong>\u00a0son las bandas m\u00e1s cercanas al\u00a0<strong>nivel de Fermi<\/strong>\u00a0y, por lo tanto, determinan la conductividad el\u00e9ctrica del s\u00f3lido.\u00a0En aisladores el\u00e9ctricos y semiconductores, la banda de valencia es el rango m\u00e1s alto de energ\u00edas de electrones en el que los electrones est\u00e1n normalmente presentes a temperatura cero absoluta.\u00a0Por ejemplo, un\u00a0\u00e1tomo de\u00a0<strong>silicio<\/strong>\u00a0tiene catorce electrones.\u00a0En el estado fundamental, est\u00e1n dispuestos en la configuraci\u00f3n electr\u00f3nica\u00a0<strong>[Ne] 3s\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a03p\u00a0<sup>2<\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0De estos,\u00a0<strong>cuatro son electrones de valencia<\/strong>, ocupando el orbital 3s y dos de los orbitales 3p.\u00a0La distinci\u00f3n entre las bandas de valencia y conducci\u00f3n no tiene sentido en los metales, porque la conducci\u00f3n se produce en una o m\u00e1s bandas parcialmente rellenas que adquieren las propiedades de las bandas de valencia y conducci\u00f3n.<\/li>\n<li><strong>Banda de conducci\u00f3n<\/strong>\u00a0.\u00a0En f\u00edsica del estado s\u00f3lido, la banda de valencia y la banda de conducci\u00f3n son las bandas m\u00e1s cercanas al nivel de Fermi y, por lo tanto, determinan la conductividad el\u00e9ctrica del s\u00f3lido.\u00a0En aisladores el\u00e9ctricos y semiconductores, la\u00a0<strong>banda de conducci\u00f3n<\/strong>\u00a0es el rango m\u00e1s bajo de\u00a0<strong>estados electr\u00f3nicos vacantes<\/strong>\u00a0.\u00a0En un gr\u00e1fico de la estructura de banda electr\u00f3nica de un material, la banda de valencia se encuentra por debajo del nivel de Fermi, mientras que la\u00a0<strong>banda de conducci\u00f3n<\/strong>\u00a0se encuentra por encima de \u00e9l.\u00a0En los semiconductores, los\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/what-is-electron-properties-of-electron\/\">electrones<\/a>\u00a0pueden alcanzar la banda de conducci\u00f3n, cuando est\u00e1n\u00a0<strong>excitados<\/strong>\u00a0, por ejemplo, por\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/ionizing-radiation\/\">radiaci\u00f3n ionizante<\/a>\u00a0(es decir, deben obtener una energ\u00eda mayor que el\u00a0<strong><sub>espacio<\/sub><\/strong><strong>\u00a0E<\/strong>)\u00a0Por ejemplo, el diamante es un semiconductor de intervalo de banda ancha (\u00a0<sub>intervalo\u00a0<\/sub>\u00a0E\u00a0= 5,47 eV) con alto potencial como material de dispositivo electr\u00f3nico en muchos dispositivos.\u00a0Por otro lado, el germanio tiene una peque\u00f1a energ\u00eda de banda prohibida (\u00a0<sub>brecha<\/sub>\u00a0E\u00a0= 0.67 eV), que requiere operar el detector a temperaturas criog\u00e9nicas.\u00a0La distinci\u00f3n entre las bandas de valencia y conducci\u00f3n no tiene sentido en los metales, porque la conducci\u00f3n se produce en una o m\u00e1s bandas parcialmente rellenas que adquieren las propiedades de las bandas de valencia y conducci\u00f3n.<\/li>\n<li><strong>Brecha de banda<\/strong>\u00a0.\u00a0En f\u00edsica de estado s\u00f3lido, la\u00a0<strong>brecha de energ\u00eda<\/strong>\u00a0o la\u00a0<strong>brecha de banda<\/strong>\u00a0es un rango de energ\u00eda entre la banda de valencia y la banda de conducci\u00f3n donde los estados de electrones est\u00e1n prohibidos.\u00a0A diferencia de los conductores, los electrones en un semiconductor deben obtener energ\u00eda (por ejemplo, de la radiaci\u00f3n ionizante) para atravesar el intervalo de banda y alcanzar la banda de conducci\u00f3n.\u00a0<strong>Las brechas de banda<\/strong>\u00a0son naturalmente diferentes para diferentes materiales.\u00a0Por ejemplo, el diamante es un semiconductor de intervalo de banda ancha (\u00a0<sub>intervalo\u00a0<\/sub>\u00a0E\u00a0= 5,47 eV) con alto potencial como material de dispositivo electr\u00f3nico en muchos dispositivos.\u00a0Por otro lado, el germanio tiene una peque\u00f1a energ\u00eda de banda prohibida (\u00a0<sub>brecha<\/sub>\u00a0E\u00a0= 0.67 eV), que requiere operar el detector a temperaturas criog\u00e9nicas.<\/li>\n<li><strong>Nivel Fermi<\/strong>\u00a0.\u00a0El t\u00e9rmino \u00abnivel de Fermi\u00bb proviene de\u00a0<strong>las estad\u00edsticas<\/strong>\u00a0de\u00a0<strong>Fermi-Dirac<\/strong>\u00a0, que describe una distribuci\u00f3n de part\u00edculas sobre estados de energ\u00eda en sistemas que consisten en fermiones (electrones) que obedecen el\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/atomic-theory\/pauli-exclusion-principle\/\">principio de exclusi\u00f3n de Pauli<\/a>\u00a0.\u00a0Como no pueden existir en estados de energ\u00eda id\u00e9nticos, el nivel de Fermi es el t\u00e9rmino utilizado para describir la parte superior de la colecci\u00f3n de\u00a0<strong>niveles de energ\u00eda<\/strong>\u00a0de\u00a0<strong>electrones<\/strong>\u00a0a\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-temperature-physics\/absolute-zero-temperature\/\">temperatura cero absoluta<\/a>\u00a0.\u00a0El\u00a0<strong>nivel de Fermi<\/strong>\u00a0es la superficie del\u00a0<strong>mar<\/strong>\u00a0de\u00a0<strong>Fermi.<\/strong>en cero absoluto donde ning\u00fan electr\u00f3n tendr\u00e1 suficiente energ\u00eda para elevarse por encima de la superficie.\u00a0En metales, el nivel de Fermi se encuentra en la banda de conducci\u00f3n hipot\u00e9tica que da lugar a electrones de conducci\u00f3n libre.\u00a0En semiconductores, la posici\u00f3n del nivel de Fermi est\u00e1 dentro del intervalo de banda, aproximadamente en el medio del intervalo de banda.<\/li>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/extrinsic-doped-semiconductor-p-type-acceptor.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-26108 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/extrinsic-doped-semiconductor-p-type-acceptor.png\" alt=\"extr\u00ednseco - semiconductor dopado - tipo p - aceptador\" width=\"569\" height=\"392\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/extrinsic-doped-semiconductor-p-type-acceptor.png\" \/><\/a>Par de agujeros de electrones<\/strong>\u00a0.\u00a0En el semiconductor,\u00a0<strong>los portadores de carga libre<\/strong>\u00a0son\u00a0<strong>electrones<\/strong>\u00a0y\u00a0<strong>agujeros de<\/strong>\u00a0electrones (pares de electrones).\u00a0Los electrones y los agujeros se crean por\u00a0<strong>excitaci\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<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/atom-properties-of-atoms\/\">\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.<\/li>\n<\/ul>\n<p>La conductividad de un semiconductor se puede modelar en t\u00e9rminos de la\u00a0<strong>teor\u00eda de<\/strong>\u00a0la\u00a0<strong>banda 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 (pares de electrones) 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.\u00a0<strong>Los agujeros pueden moverse de un \u00e1tomo a otro<\/strong>\u00a0en materiales semiconductores a medida que los electrones abandonan sus posiciones.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-arrow\" data-anchor=\"References\"><\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Este art\u00edculo se basa en la traducci\u00f3n autom\u00e1tica del art\u00edculo original en ingl\u00e9s. Para m\u00e1s informaci\u00f3n vea el art\u00edculo en ingl\u00e9s. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducci\u00f3n, env\u00edela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducci\u00f3n en l\u00ednea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducci\u00f3n lo antes posible. Gracias.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La semiconductividad est\u00e1 determinada por la brecha de energ\u00eda entre las bandas de valencia y conducci\u00f3n.\u00a0Para entender qu\u00e9 es semiconductor, tenemos que definir estos t\u00e9rminos.\u00a0Dosimetr\u00eda de radiaci\u00f3n En general, los\u00a0semiconductores\u00a0son materiales, inorg\u00e1nicos u org\u00e1nicos, que tienen la capacidad de controlar su conducci\u00f3n dependiendo de la estructura qu\u00edmica, la temperatura, la iluminaci\u00f3n y la presencia de &#8230; <a title=\"Qu\u00e9 es la semiconductividad &#8211; Teor\u00eda de bandas &#8211; Definici\u00f3n\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/es\/que-es-la-semiconductividad-teoria-de-bandas-definicion\/\" aria-label=\"M\u00e1s en Qu\u00e9 es la semiconductividad &#8211; Teor\u00eda de bandas &#8211; Definici\u00f3n\">Leer m\u00e1s<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[50],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Qu\u00e9 es la semiconductividad - Teor\u00eda de bandas - Definici\u00f3n<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La semiconductividad est\u00e1 determinada por la brecha de energ\u00eda entre las bandas de valencia y conducci\u00f3n. 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