El estudio de los materiales semiconductores nos ayuda a comprender el principio del funcionamiento de los diodos, transistores y circuitos integrados.

Un semiconductor es un material que tiene la propiedad de conducir la corriente bajo ciertas condiciones, en este mismo contexto un semiconductor puede comportarse como un aislante o como conductor. Conforme vayamos avanzando en el tema te completare esta información y despejaremos los misterios que abarcan estos materiales.

Existen 2 materiales que encuadran perfectamente el concepto de semiconductor, y ambos se encuentran en la naturaleza; estos son el silicio y el germanio, este último se encuentra en yacimientos de plata, zinc y cobre. El silicio se encuentra principalmente en la arena, y debido a la abundancia de la misma es uno de los materiales más utilizados en la fabricación de semiconductores. Esta es una de las razonas por las cuales centraremos nuestro estudio en este material

En primera instancia te daré a conocer la estructura del silicio desde el punto de vista atómico.

Estructura atomica del silicio.

El silicio forma parte de los metaloides y su número atómico es 14, ver la figura a). Lo anterior quiere decir que tiene 14 protones dentro del núcleo y 14 electrones en sus orbitales.

A nosotros nos interesa saber cual es la cantidad de electrones que tiene este elemento en su último orbital, ya que el estudio del comportamiento de estos son la base de la electrónica actual. Para ello utilizaremos la ecuación de la figura b).

Donde N, es el número de electrones, y n, el número de orbitales.
Lo que vas hacer es tratar de completar los 14 electrones en esa fórmula, y cada que completes un orbital, avanzaras al siguiente de una manera estructurada como te muestro en la figura c).

Si realizas la suma del Orbital 1 mas el Orbital 2, el resultado de N es igual a 10, por lo tanto, nos hace falta añadir un orbital más para completar los 14 protones que tiene el núcleo. Ojo: No puedes usar nuevamente la fórmula de N de la figura b). Ya que si lo haces tendrás 18 electrones en el orbital 3, y este es un resultado que excede el número atómico del silicio. No obstante, si tienes 10 electrones en total, solo hace falta añadir 4 electrones más a un orbital 3, a estos electrones de valencia los llamaré  ev Concluyendo lo anterior nuestro estudio lo centraremos en el orbital N3, ver figura d).