Un Electrón se define como una partÃcula atómica de carga negativa o polaridad negativa. Los electrones están libres o unidos al núcleo de un átomo. Existen en los diversos niveles de energÃa o banda de energÃa de una partÃcula atómica o átomo. El movimiento de electrones genera una corriente eléctrica en el material semiconductor. La carga de un electrón se denomina unidad de carga eléctrica.
Cuando se suministra energÃa a un semiconductor, un electrón de valencia se eleva a un nivel de energÃa más alto, el electrón que sale deja una vacante en la banda de valencia. Esta vacante se conoce como Agujero. Por lo tanto, en otras palabras, podemos definir el agujero como una vacante que queda en la banda de valencia debido al levantamiento de un electrón de la banda de valencia a una banda de conducción que se llama agujero.
Pares de agujeros de electrones
Cada vez que se suministra energÃa externa en forma de calor a un semiconductor, los electrones de valencia se elevan a la banda de conducción uno tras otro, dejando una vacante en la banda de valencia llamada Agujero. El número de electrones que se elevan de la banda de valencia a la banda de conducción depende de la cantidad de energÃa externa suministrada al semiconductor.
Si solo se eleva un electrón a la banda de conducción, entonces se crea un hueco en la banda de valencia, por lo tanto, cada vez que se forma un par electrón-hueco. La vacante creada por el electrón en la banda de valencia conocida como hueco actúa como una carga positiva. Tiene una fuerte tendencia a atraer los electrones de los enlaces covalentes cercanos.
Recombinación de electrones y huecos
Cuando se suministra energÃa externa a un semiconductor, el electrón de la banda de valencia se eleva a la banda de conducción y se libera dejando atrás los huecos en la banda de valencia. La órbita de la banda de conducción en la que se mueven los electrones libres es mayor que la órbita de la banda de valencia en la que se forman los huecos.
El átomo de la órbita de la banda de conducción puede cruzarse con la órbita del hueco de otro átomo. Como resultado de esta intersección, el electrón de la banda de conducción cae en un hueco. Esta fusión del electrón libre y un hueco se llama Recombinación de electrones y huecos. Cuando tiene lugar la recombinación, el agujero no se mueve a ninguna parte, simplemente desaparece.
Esta proceso de recombinación tiene lugar continuamente en un semiconductor y llena todos los huecos. Sin embargo, la energÃa térmica entrante sigue produciendo nuevos huecos al elevar los electrones de valencia hasta la banda de conducción formando un par electrón-hueco. La creación de pares electrón-hueco y su recombinación continúa continuamente.
El tiempo promedio entre la creación y la desaparición de un par electrón-hueco se denomina como Toda la vida. La vida útil varÃa de nanosegundos a varios microsegundos dependiendo de varios factores como la forma, el tamaño y la estructura cristalina del material semiconductor.
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