Muy bien, seguimos con semiconductores intrínsecos. ¿Intrínsecos? ¿Qué será eso? Cuando nosotros subimos la temperatura desde los cero kelvin, ésto que habíamos visto en la cápsula anterior, empiezan a pasar cosas interesantes. Estos electrones se empiezan a mover, empiezan a vibrar, es porque estos iones tienen más energía, no es que se mueven más o que vibren, es como imaginarse ésto. Un electrón no es que sea un punto con carga, es algo que se está moviendo, que tiene una probabilidad de estar en un lugar y esa probabilidad decrece a medida que nos alejamos de ese lugar. No sabemos exactamente dónde está, no sabemos a qué velocidad va y, a menos que lo miramos y lo miremos, y ahí pasan cosas especiales como que colapse la función de onda y todo. Eso se aprende en mecánica cuántica. Imagínense un electrón que en realidad está en una esfera alrededor de un átomo y este electrón, en realidad, puede estar en cualquier parte. Y cuando llevamos suficiente temperatura, esa esfera donde está el electrón puede crecer, puede estar a una energía mayor y después de eso puede decrecer. Entonces, si le damos suficiente energía, crece la esfera y el electrón salta a un nivel de mayor energía, en ese nivel de mayor energía está en la banda de conducción y puede saltar hasta allá, criquet. Ese electrón puede conducir porque saltó a la banda de conducción. A temperatura ambiente algunos electrones, muy poquitos, pasan a la banda de conducción y dejan debajo un hueco. Entonces, ésto tenía 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; pero cuando éste saltó a la banda de conducción quedó libre para conducir, dejó un hueco y ese hueco, es divertido porque puede conducir carga. El electrón puede conducir carga, el electrón en la banda de conducción puede conducir carga y el hueco en la banda de valencia. El hueco es una ausencia de electrones, en la banda de Valencia ese hueco también puede conducir carga. Si muevo carga hacia allá voy a tener una corriente eléctrica, si muevo mucho al mismo tiempo voy a tener una gran corriente eléctrica. ¿Cuál es la carga neta de esta figura? No voy a ponerme a contar todos, pero miremos el átomo del medio, éste tiene más "cuatro" y tiene sus un, dos, tres, cuatro electrones. Y éste de aquí tiene más "cuatro", un, dos, tres, cuatro. En realidad, no hemos cambiado la cantidad de electrones, entonces digamos que éste saltó de aquí, tenía una carga neta "cero" en total. Éste salto allá, a la banda de conducción, se puede mover libremente y dejó un espacio. Pero si medimos la carga en total de todo ésto, la carga de todo ésto es "cero". Si éste se va, va a dejar una carga de +1, pero como no se fue y sigue ahí, la carga neta de ésto es "cero". La carga neta del átomo del centro, dado que éste está lejos del átomo del centro, ya se movió un poco, la carga neta de este átomo es más "uno" porque perdió un electrón y el electrón le aporta menos "uno". Entonces la carga neta de este electrón es menos "uno" y la carga neta, como digo aquí, en torno al hueco es más "uno". El electrón se fue y dejó una carga neta debajo y esa carga no se mueve. ¿Y cómo es posible que un hueco pueda ser un portador de la carga eléctrica? Si bien el hueco es la ausencia de un electrón en un enlace covalente, para todos los efectos prácticos el hueco es un portador de carga, no sé por qué ésto me quedó tan mal puesto. Tiene carga positiva al igual que la del electrón, pero en valor absoluto. El electrón tiene carga negativa, para esa carga del electrón "q" igual menos 1.6 por 10 a la menos 19 coulomb, y la carga del hueco es más. Tiene una concentración en un material, puede haber muchos huecos o pocos huecos en un lugar, tiene movilidad que es diferente a la del electrón y tiene una constante de difusión, entonces para todos los efectos prácticos es como si fuera una carga positiva aunque es una ausencia de un electrón, pero también se puede mover, entonces es como una carga positiva. Fíjense en este video que les voy a enseñar. Aquí tenemos un hueco y se movió, yo lo vi, se movió, se movió, estaba allá y se movió hasta allá. A ver, de nuevo, aquí está el hueco, se movió, se movió, se movió. ¿Lo vieron o no? Vamos a quitar ésto, entonces vamos a partir y miren aquí, miren en esta zona, ahí está el hueco y de repente se movió, se movió, se movió, llegó hasta acá el hueco, entonces se movió efectivamente y cuando se mueve el hueco produce corriente eléctrica. No es que el hueco se mueva es que los electrones lo van tapando y van abriendo hueco en otros lados. Es como el espacio que dejan los autos cuando están en una fila y se empiezan a mover, se mueve uno, deja un hueco acá, se mueve el siguiente, deja un hueco atrás, entonces el hueco también se mueve. Y, en este caso lleva carga eléctrica; más bien, una ausencia de carga negativa, pero en total es como una gran carga positiva que tiene el mismo valor que la carga negativa del electrón, valor absoluto, y se está moviendo en la estructura cristalina. Un semiconductor puro se llama semiconductor intrínseco que tiene igual número de electrones libres y de huecos, o sea, cada vez que un electrón de la banda de valencia salta a la banda de conducción produce un electrón libre que puede conducir y deja debajo un hueco que también puede conducir. Entonces en un semiconductor intrínseco el número de huecos y número de electrones libres es el mismo y a una temperatura absoluta "T", la concentración intrínseca puede ser calculada. La concentración que es número de portadores de carga por unidad de volumen, éste es el número al cuadrado, y una constante que es una constante del material por temperatura al cubo, temperatura absoluta al cubo, por un exponencial. Este "Eg" es energía de separación de banda, que es lo que ya habíamos visto antes, y "k" es la constante de Boltzmann, y "T" es temperatura absoluta. Éstos son algunos números de referencia para el silicio, y ésto es una constante universal. Ya hablamos de que un electrón puede saltar de la banda de valencia a la banda de conducción y eso se llama ionización, que puede ocurrir, por ejemplo, por temperatura. Cuando hay suficiente temperatura, esas vibraciones se traducen en ionización y se llama ionización térmica que ocurre en equilibrio térmico. Y la recombinación es el proceso contrario. Ocurre cuando un electrón de alguna forma, no sabemos cómo, pierde energía y esa energía que pierde se va de alguna forma, no sabemos cómo, y ese electrón tapa un hueco, eso es la recombinación, el electrón queda fijo. Y ahí está la ionización térmica y ahí está la recombinación. En la misma cantidad de tiempo, aproximadamente, el mismo número de ionizaciones y recombinaciones ocurren. Ésto es como un mar, imagínense en un mar y que de repente uno mira de cerca y hay burbujitas saltando, más que burbujas son como gotitas de agua que saltan y después caen de nuevo, y saltan y caen. En promedio, hay un montón de gotitas de agua saltando y cayendo si uno mira muy de cerca, pero están ahí. No es que se vayan a, bueno, sí, la cantidad de gotitas que saltan es mayor que la que baja, hay evaporación. Eso es la evaporación, explicada por Ángel. Yo sólo la escuché, la leí. Y permanentemente hay una concentración "n" igual "ni" de electrones libres y "p" igual "ni" de huecos de material donde "ni" sale de esta fórmula. Muy bien, eso concluye esta clase.
