Qué son, tipos, aplicaciones y ejemplos

Te explicamos qué es un semiconductor eléctrico, sus tipos, aplicaciones y ejemplos. También materiales conductores y aislantes.

circuito semiconductor integrado hecho de silicio eléctrico
El semiconductor más común es el silicio.

¿Qué es un semiconductor?

son semiconductores Materiales que pueden actuar como conductores eléctricos o aislantes eléctricos, dependiendo de las condiciones físicas en las que se encuentren. Estas condiciones suelen incluir la temperatura y la presión, la incidencia de la radiación o la intensidad del campo eléctrico o magnético al que está expuesto el material.

Los semiconductores están formados por elementos químicos muy diferentes, que provienen de diferentes regiones de la tabla periódica, pero comparten ciertas propiedades químicas (generalmente tetravalentes) que les otorgan sus propiedades eléctricas únicas. Hoy en día, El semiconductor más común es el silicio (Si).especialmente en la industria electrónica e informática.

Junto con los materiales aislantes estaban los semiconductores. Descubierto en 1727 por el físico y naturalista inglés Stephen Gray (1666-1736), pero las leyes que describen su comportamiento y propiedades fueron descritas mucho más tarde, en 1821, por el famoso físico alemán Georg Simon Ohm (1789-1854).

También: propiedades de la materia

aplicaciones de semiconductores

son semiconductores particularmente útil en la industria electrónica, ya que permiten conducir y modular la corriente eléctrica según los patrones requeridos. Debido a esto, se utilizan comúnmente para:

  • transistores
  • circuitos integrados
  • diodos electricos
  • sensores ópticos
  • láser de estado sólido
  • Moduladores de accionamiento eléctrico (como un amplificador de guitarra eléctrica)

tipos de semiconductores

Los semiconductores pueden ser de dos tipos diferentes dependiendo de su respuesta al entorno físico en el que se encuentran:

semiconductores intrínsecos

Consisten en un solo tipo de átomos dispuestos en moléculas tetraédricas (es decir, cuatro átomos con una valencia de 4) y cuyos átomos están unidos por enlaces covalentes.

Esta configuración química impide el libre movimiento de los electrones alrededor de la molécula excepto cuando sube la temperatura: entonces los electrones absorben parte de la energía disponible y «saltan», dejando un espacio libre que se traduce como una carga positiva que se acumula después de que a voluntad atrae nuevos electrones. . Este proceso se llama recombinación y la cantidad de calor requerida depende del elemento químico involucrado.

semiconductores extranjeros

estos materiales permitir un proceso de dopaje, es decir, permiten incorporar un tipo de impurezas a su configuración atómica. En función de estas impurezas, que pueden ser serpentavalentes o trivalentes, los materiales semiconductores se clasifican en dos partes:

  • Semiconductores extrínsecos tipo N (donantes). En estos materiales hay más electrones que huecos o portadores de carga libres («brechas» de carga positiva). Cuando se aplica una diferencia de potencial a través del material, los electrones libres se mueven hacia la izquierda del material y los huecos se mueven hacia la derecha. Cuando llegan los agujeros más a la derecha, los electrones del circuito externo ingresan al semiconductor y se produce la transferencia de corriente eléctrica.
  • Semiconductores extrínsecos tipo P (aceptores). En estos materiales, la impureza añadida, en lugar de aumentar los electrones disponibles, aumenta los huecos, por lo que hablamos de material aceptor añadido ya que la demanda de electrones es mayor que la disponibilidad, y cualquier «lugar» libre al que debe ir un electrón sirve para facilitar el flujo de electricidad.

Ejemplos de materiales semiconductores

amplificador semiconductor electrico
Los semiconductores sirven como moduladores de transmisión eléctrica.

Los semiconductores más utilizados en la industria son:

  • silicio (sí)
  • Germanio (Ge), a menudo en aleaciones de silicio
  • Arseniuro de galio (GaAs)
  • azufre
  • oxígeno
  • cadmio
  • selenio
  • indio
  • Otras sustancias químicas resultantes de la combinación de elementos de los grupos 12 y 13 de la tabla periódica con elementos de los grupos 16 y 15, respectivamente.

materiales conductores

A diferencia de los semiconductores, cuyas propiedades conductoras de electricidad varían, los materiales conductores son Siempre estás listo para transmitir potencia., debido a la configuración electrónica de sus átomos. Esta conductividad puede variar y estar influenciada en cierta medida por la condición física del medio ambiente, ya que la conductividad eléctrica no es absoluta.

Ejemplos de materiales conductores son la gran mayoría de los metales (hierro, mercurio, cobre, aluminio, etc.) y el agua.

Materiales aislantes

Finalmente los materiales aislantes son los que resisten el tendido electrico, es decir, impiden el paso de electrones y por tanto son útiles para protegerse de la electricidad, para evitar que siga en marcha libre o cortocircuitos. Incluso los aisladores no aíslan al 100%, tienen un límite (tensión de ruptura) por encima del cual…

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