1. Diferencia de banda prohibida: El silicio tiene una banda prohibida más amplia (1,12 eV) en comparación con el germanio (0,67 eV). La energía de banda prohibida representa la diferencia de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción en un semiconductor. Una banda prohibida más grande significa que se requiere más energía para excitar los electrones de la banda de valencia a la banda de conducción, lo que resulta en un voltaje de corte más alto.

2. Masa efectiva de transportistas: La masa efectiva de los portadores de carga, particularmente de los electrones, es menor en el silicio que en el germanio. Esto significa que los electrones del silicio tienen una mayor movilidad y pueden moverse más libremente dentro del material. Como resultado, el silicio requiere un campo eléctrico más alto para superar la barrera de potencial e iniciar el flujo de corriente, lo que genera un voltaje de corte más alto.

3. Concentración de impurezas: El germanio es más propenso a la incorporación de impurezas y defectos durante el proceso de fabricación en comparación con el silicio. Estas impurezas pueden actuar como centros de recombinación de portadores de carga, reduciendo la concentración general de portadores y aumentando la resistencia del semiconductor. Este aumento de resistencia requiere un voltaje más alto para lograr el mismo nivel de flujo de corriente, lo que contribuye a un voltaje de corte más alto en el germanio.

4. Estados superficiales: El silicio tiene una capa de óxido superficial más estable en comparación con el germanio. La presencia de estados superficiales, que son niveles de energía introducidos en la superficie del semiconductor, puede atrapar portadores de carga y dificultar el flujo de corriente. La capa de óxido estable del silicio ayuda a pasivar estos estados superficiales y reduce su impacto, lo que da como resultado una tasa de recombinación superficial más baja y un voltaje de corte más alto.

En resumen, la banda prohibida más amplia, la menor masa efectiva de electrones, la concentración reducida de impurezas y la capa de óxido superficial más estable en el silicio contribuyen a un voltaje de corte más alto en comparación con el germanio. Estos factores afectan las propiedades intrínsecas del material e influyen en la energía requerida para iniciar el flujo de corriente, lo que lleva a diferentes valores de voltaje de corte para los dos semiconductores.