Teora de bandasUn cristal est formado por un conjunto de tomos muy prximos entre s dispuestos espacialmente de forma ordenada de acuerdo con un determinado patrn geomtrico. La gran proximidad entre los tomos del cristal hace que los electrones de su ltima capa sufran la interaccin de los tomos vecinos. El nivel energtico de cada uno de estos electrones puede estar situado en la "banda de valencia" o en la "banda de conduccin" del cristal. Un electrn que ocupe un nivel dentro de la banda de valencia est ligado a un tomo del cristal y no puede moverse libremente por l mientras que si el nivel ocupado pertenece a la banda de conduccin, el electrn puede moverse libremente por todo el cristal, pudiendo formar parte de una corriente elctrica. Entre la banda de valencia y la de conduccin existe una "banda prohibida", cuyos niveles no pueden ser ocupados por ningn electrn del cristal. Segn la magnitud de esta banda, los cristales pueden clasificarse en aislantes, conductores y semiconductores.

Banda de valenciaTraslape de bandasBanda de conduccin

energaMetales(conductor)Banda de valenciaBanda prohibidaBanda de conduccin

semiconductoresenergaBanda de valenciaBanda prohibidaBanda de conduccin

aislantesMetalesSe puede imaginar al magnesio metlico como un conjunto de iones positivos inmerso en un mar de electrones de valencia deslocalizados. La gran fuerza de cohesin resultante de la deslocalizacin es en parte responsable de la fortaleza evidente en la mayora de los metales. En virtud de que las bandas de valencia y de conduccin son adyacentes, se requiere slo una cantidad despreciable de energa para promover un electrn de valencia a la banda de conduccin, donde adquiere libertad para moverse a travs de todo el metal, dado que la banda de conduccin carece de electrones. Esta libertad de movimiento explica el hecho de que los metales sean capaces de conducir la corriente elctrica, esto es, que sean buenos conductores.

Aislantes: Bsicamente, la conductividad elctrica de un slido depende del espaciamiento y el estado de ocupacin de las bandas de energa. Otros metales se parecen al magnesio en el hecho de que sus bandas de valencia son adyacentes a las de conduccin y, por lo tanto, estos metales actan fcilmente como conductores. En un aislante la brecha entre las bandas de conduccin y de valencia es considerablemente mayor que en un metal: en consecuencia, se requiere mucho mayor energa para excitar un electrn a la banda de conduccin. La carencia de esta energa impide la libre movilidad de los electrones. El vidrio, la madera y el hule son aislantes comunes.

semiconductoresNumerosos elementos, en especial el Si y el Ge del grupo 4A, o grupo 14, tienen propiedades intermedias entre las de los metales y las de los no metales y, por ello se denominan elementos semiconductores. La brecha energtica entre las bandas llenas y las vacas en estos slidos es mucho menor que en el caso de los aislantes si se suministra la energa necesaria para excitar electrones de la banda de valencia a la de conduccin, el slido se convierte en un conductor. Ntese que este comportamiento es opuesto al de los metales. La capacidad de un metal para conducir la electricidad disminuye al aumentar la temperatura, ya que se acenta la vibracin de los tomos a mayores temperaturas y esto tiende a romper el flujo de electrones

DOPAMIENTOEs el mtodoparaobtener electrones para el transporte de electricidad. En este proceso se aade impurezas al semiconductor. La diferencia del nmero de electrones de valencia entre el material dopante y el material receptor hace que crezca el nmero de electrones de conduccin.

Semiconductor de tipo nSi al semiconductor puro de silicio se le aade algn tipo de impureza que tenga cinco electrones externos, (por ejemplo el fsforo). Cuatro de los cinco electrones del tomo de fsforo se unirn a los correspondientes electrones de los cuatro tomos de silicio vecinos, y el quinto quedar inicialmente libre, sin una posible unin, y por tanto se convertir en un portador de corriente. A este tipo de impurezas que entregan electrones portadores (negativos) se los denomina donadores o del tipo n. En un semiconductor con impurezas del tipo n, no slo aumenta el nmero de electrones sino que tambin la cantidad de huecos disminuye por debajo del que tena el semiconductor puro.

Semiconductores del tipo pSi fuera el caso de que la impureza que tenga tres electrones externos, como el aluminio, solo podr formar tres uniones completas con los tomos de silicio, y la unin incompleta dar lugar a un hueco. Este tipo de impurezas proporcionan entonces portadores positivos, ya que crean huecos que pueden aceptar electrones; por consiguiente son conocidos con el nombre de aceptores, o impurezas del tipo p.