Enuncie las principales características y diferencias existentes entre un material aislante, un conductor y un semiconductor

DESARROLLO TRABAJO COLABORATIVO FASE 1

1. Enuncie las principales características y diferencias existentes entre un material aislante, un conductor y un semiconductor. De algunos ejemplos de cada grupo.

MATERIA

L

CARACTERISTICAS

DIFERENCIAS

EJEMPLOS

AISLANTE

No existe aislante absoluto.

Su resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la de los buenos conductores

más de 4 electrones en la capa de valencia

La magnitud de la banda prohibida es muy grande ( 6 eV), de forma que todos los

electrones del cristal se

encuentran en la banda de valencia incluso a altas temperaturas por lo que, al no existir portadores de carga libres, la conductividad eléctrica del cristal es nula.

mica, fibras de vidrio con un aglutinador plástico, vidrio, porcelana

CONDUCTOR

Son los metales su esestado sólido a temperatura normal, excepto el mercurio que es líquido opacidad, excepto en capas muy finas buenos conductores eléctricos y térmicos

No existe banda prohibida, estando solapadas las bandas de valencia y conducción. Esto hace que siempre haya electrones en la banda de conducción, por lo que su conductividad es muy elevada. Esta conductividad disminuye lentamente al aumentar la temperatura, por efecto de las vibraciones de los átomos de la red cristalina.

menos de 4 electrones en la capa de valencia

, todo átomo de metal tiene únicamente un número limitado de electrones de valencia con los que unirse a los átomos vecinos

El agua, con sales como cloruros, sulfuros y carbonatos que actúan como agentes reductores (donantes de electrones), conduce la electricidad. cromo, cobalto, cobre, oro, iridio, hierro, plomo en general todos los metales

SEMICONDUC TOR

Material sólido o líquido capaz de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal.

incremento de la conductividad provocado por los cambios de temperatura, la luz o las impurezas

Atemperaturas muy bajas, los

semiconductores puros se comportan como aislantes posee 4 electrones en la capa de valencia La

magnitud de la banda prohibida es pequeña (

1 eV), de forma que a bajas temperaturas son aislantes, pero conforme aumenta la temperatura algunos electrones van alcanzando niveles de energía dentro de la banda de conducción, aumentando la conductividad. Otra forma de aumentar la conductividad es añadiendo impurezas que habiliten niveles de energía dentro de la

banda prohibida.

silicio, el germanio, el selenio, el arseniuro de galio, el seleniuro de cinc y el telururo de plomo

2. Cómo se obtiene un semiconductor tipo N y uno tipo P ? Qué cualidades o características adquiere este material con respecto al semiconductor puro ?

TIPO N:

Cuatro de los cinco electrones del átomo de arsénico se unirán a los correspondientes electrones de los cuatro átomos de silicio vecinos, y el quinto quedará inicialmente libre, sin una posible unión, y por tanto se convertirá en un portador de corriente. A este tipo de impurezas que entregan electrones portadores (negativos) se los denomina donadores o del tipo «n».

En un semiconductor con impurezas del tipo n, no sólo aumenta el número de electrones sino que también la cantidad de huecos disminuye por debajo del que tenía el semiconductor puro.

TIPO P

Si al semiconductor puro de silicio se le añade algún tipo de impureza que tenga tres electrones externos, solo podrá formar tres uniones completas con los átomos de silicio, y la unión en un lugar a un hueco.

Este tipo de impurezas proporcionan entonces portadores positivos, ya que crean huecos que pueden aceptar electrones; por consiguiente son conocidos con el nombre de aceptores, o impurezas del tipo «p»

Al contrario de lo que sucedía antes en el tipo n en un semiconductor con impurezas de tipo p los portadores que disminuyen son los electrones en comparación, con los que tenía el semiconductor puro.

A los semiconductores que contengan ya sea impurezas donadoras o aceptadoras se les llama respectivamente de tipo n o p. En un semiconductor del tipo n, los electrones se denominan portadores mayoritarios y los huecos portadores minoritarios.

3. Consulte sobre otros tipos de diodos, diferentes al rectificador, el LED, el zéner y el fotodiodo.

Diodo Varactor (Varicap): Este diodo, también llamado diodo de capacidad variable, es, en esencia, un diodo semiconductor cuya característica principal es la de obtener una capacidad que depende de la tensión inversa a él aplicada.

Se usa

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