E2 Portadores de Carga: Electrones y Huecos

Tópico

La densidad efectiva de estados de la banda de conducción de este material semiconductor, junto con la densidad efectiva de estados de su banda de valencia y el bandgap que ya establece otro modelo de este conjunto entre esas dos bandas, determinan la concentración intrínseca de portadores de carga de este material semiconductor sin dopar: la energía térmica disponible a la temperatura de este material semiconductor excita, a través de este mismo bandgap, a un número de electrones de esta banda de valencia hacia esta banda de conducción, y es ese mismo número de electrones excitados, repartido entre estas dos densidades efectivas de estados disponibles, el que fija esta concentración intrínseca de portadores de carga. Que este bandgap de este material semiconductor sea más amplio hace que, para una misma temperatura, un número menor de estos electrones alcance a excitarse a través de él, y que esta concentración intrínseca de portadores de carga, en consecuencia, sea menor.

Esta misma concentración intrínseca de portadores de carga fija el comportamiento de este material semiconductor sin dopar: cada electrón que esta energía térmica excita desde esta banda de valencia hacia esta banda de conducción deja, en el lugar que ocupaba dentro de esta banda de valencia, un hueco, de modo que este material semiconductor sin dopar contiene, en todo momento, el mismo número de electrones libres en esta banda de conducción que de huecos en esta banda de valencia, ambos iguales a esta misma concentración intrínseca de portadores de carga. Que esta temperatura de este material semiconductor sea más alta hace que esta concentración intrínseca de portadores de carga, con más electrones excitados a través de este bandgap, sea en consecuencia mayor, y que tanto estos electrones libres como estos huecos, en igual número entre sí, aumenten en la misma proporción.

Por eso este modelo, con la concentración intrínseca de portadores de carga y estos electrones libres y huecos en igual número con las que se abrió, hace que esta misma concentración intrínseca de portadores de carga aparezca en toda ley de acción de masas posterior que describan otros modelos de este conjunto: el producto entre la concentración de electrones libres y la concentración de huecos de este material semiconductor permanece fijo, en equilibrio térmico y a esta misma temperatura, en el cuadrado de esta concentración intrínseca de portadores de carga, incluso cuando ese mismo material semiconductor deje de estar sin dopar y el dopaje que describe con más detalle otro modelo distinto de este conjunto desplace a la concentración de uno de estos dos tipos de portador de carga muy por encima de esta concentración intrínseca. Que este dopaje desplace, de este modo, a la concentración de electrones libres o a la concentración de huecos muy por encima de esta concentración intrínseca de portadores de carga hace que, según esta misma ley de acción de masas, la concentración del otro tipo de portador de carga caiga, en consecuencia, muy por debajo de ella, manteniendo siempre fijo ese mismo producto en este cuadrado de la concentración intrínseca con la que se abrió este modelo.

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