Los estados de electrones en la banda se localizan, mientras que los estados que contribuyen a las bandas no están localizados.
Los estados de los electrones en un sólido no son simples, hay una gran cantidad de mecánica cuántica no trivial en marcha. Los estados de electrones en un átomo libre están localizados alrededor del átomo; los electrones en esos estados no pueden dejar al átomo sin mucha energía, por lo que no pueden conducir nada. Cuando se juntan muchos átomos, los estados de los electrones circundantes se superponen y se mezclan. Los estados que se mezclan entre sí están dictados por la energía: energías similares significa más mezcla. Usted termina con un nuevo conjunto de estados que se extienden por todo el bloque de material. Si el material tiene una red periódica, estos estados de electrones se agrupan en bandas.
Cada estado en una banda tiene cierta velocidad (llamada velocidad de Fermi) asociada, y se puede pensar que un electrón en ese estado se mueve a través del material con esa velocidad. La velocidad de Fermi de los electrones en la banda de conducción es muy grande, pero dado que los electrones van todos en direcciones diferentes, no hay corriente neta. Un campo eléctrico aplicado mueve algunos electrones desde estados que iban en una dirección, a estados en la otra. En un metal, una de las bandas está parcialmente llena, por lo que hay muchos estados cercanos para mover los electrones. En un semiconductor, hay una brecha entre una banda completa y una vacía, por lo que es mucho más difícil empujar electrones en la banda superior.
Cuando se agregan dopantes, no forman una buena red periódica y están mucho más dispersos que los átomos de silicio que los albergan. Esto significa que los estados de electrones alrededor del dopante no pueden mezclarse con los estados de otros dopantes para formar una banda. Dado que los niveles de energía de los estados dopantes son diferentes de los estados de silicio, tampoco se mezclan (mucho) con ellos. En cambio, los estados de electrones se localizan alrededor del dopante, al igual que los estados alrededor del átomo libre. Un electrón en ese estado no puede conducir de la misma manera que uno en una banda puede hacerlo. Tiene que saltar a la banda o saltar a otro dopante cercano. Lo primero sucede en los semiconductores, lo último se conoce como transporte incoherente y aparece en otros materiales.
No estoy seguro de lo bien que he explicado esto, pero si no obtiene una respuesta clara aquí, podría intentar el intercambio de pila de física. ¡Esto definitivamente se parece más a la física de la materia condensada que a la ingeniería eléctrica!