Resumen electronica analogica

Resumen 1

La electrónica ha avanzado con mucha rapidez gracias a que se encontraron unos elementos que fueron llamamos semiconductores. Gracias a ello se ha encontrado la combinación perfecta de un aislante y un conductor. Teniendo como ejemplo que algunos aparatos electrónicos funcionan por los elementos de aislantes - conductores. Ambos elementos por separados son de mucha importancia ya que, un conductor eléctrico, es aquel material que ofrece poca resistencia al flujo de cargas y, por otra parte, los aislantes, son lo contrario de un conductor, estos se resisten al paso de cargas eléctricas y las retienen. Existen 14 elementos siendo silicio y germanio los más ocupados, pero en especial se usa mucho el silicio ya que la mayoría de los aparatos electrónicos, son hechos con este elemento y se hace para la fabricación de algunos chips, siendo un material muy abundante que se puede encontrar fácilmente.

Los 14 elementos por sí solos no son tan especiales para poder usarlos, para ellos, se tienen que formar “parejas” y dependiendo de que parejas se formen estos podrán ser utilizados para hacer muchas cosas, como, por ejemplo; leds, termistores, transistores y diodos. Por ejemplo, el silicio, tiene 4 electrones en su última órbita, si se agarra mucho silicio, se juntan en forma de red estos cumplen la regla del octeto, que dice, que los átomos tienden a completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 electrones para alcanzar la estabilidad y forman un enlace el cual se llama covalente. En pocas palabras, comparten electrones en su último nivel y a esto se le puede nombrar como “la perfección”. Teniendo en cuenta el mismo ejemplo, le ponemos una batería y lo inducimos un flujo de electrones, no pasará nada, ya que los electrones de la batería no se podrían mover por la red, ya que los electrones se encuentran muy unidos, por lo que no hay necesidad de andar “vagando” o yendo por ahí. El silicio se comporta como un aislante, pero para que deje de actuar como un aislante y se comporte como un conductor, se tiene que introducir “impurezas” al material, en la cual, solo existen dos maneras de hacer esto. La primera es introduciendo electrones, y la otra, es introduciendo huecos.

Ese proceso de agregar “impurezas” se le conoce como dopaje y solo se puede hacer con otros semiconductores, volviendo al ejemplo de silicio, si se dopa con fósforo el cual tiene 5 electrones, la red ahora tendrá enlaces de silicio y fósforo, y la regla del octeto se cumple. Pero ahora, por cada unión se obtiene un electrón libre y esos electrones estarán yendo por ahí en la red. Si se pone una batería, los electrones que vagan por ahí serán atraídos por el lado positivo de la batería y empieza un flujo de electrones, por lo que se puede decir, que se ha ocupado nuestra red con electrones, pero así la red de silicio se dopa con otro material, por ejemplo, el boro el cual tiene tres electrones, se obtiene uniones de silicio – boro, por lo que ahora la regla del octeto no se puede cumplir, porque en donde se tendría un electrón, ahora se tiene un “hueco”, esto se refiere a que hay una ausencia de electrón, lo que sucede es que los electrones en la red se estarán moviéndose constantemente para tapar ese hueco pero por más que se acomoden los electrones, siempre existirá un hueco, de tal modo que va aparecer que el hueco es el que se mueve pero en realidad único que se mueve es el electrón. Al poner un batería en la red, los electrones seguirán siendo atraídos por el lado positivo y a su vez los electrones del lado negativo van a querer tapar los huecos, por lo que ese movimiento hará posible el flujo de cargas. Cuando no se dopa la red con ninguna impureza, se le conoce como semiconductor intrínseco, es un semiconductor puro y a temperatura ambiente se comporta como un aislante, lo que también significa que el número de huecos y electrones es el mismo.

Cuando se dopa la red con electrones se le conoce como semiconductor extrínseco tipo n y cuando se dopa con huecos se le llama semiconductor extrínseco tipo p. La combinación de los semiconductores tipo n y p nos han brindado algunos componentes de la electrónica con los cuales se ha podido lograr la electrónica como actualmente la conocemos.

Resumen 2

Se dice que todos los materiales que están en la tabla periódica tienen un número atómico y nos indica la cantidad de electrones y protones con los que se conforman cada uno de los átomos del material. Cada átomo se conforma por órbitas que se llaman capas de valencia y en medio está el núcleo, donde se concentra los protones que son las cargas positivas (las cargas de signos opuestos se atraen). La función principal de estos protones es mantener una fuerza de atracción para que los electrones no escapen de sus órbitas. Un electrón en la última línea de valencia se puede sacar de su órbita con una pequeña excitación ya que tiene una leve fuerza de atracción que experimenta con el núcleo. A esos electrones que se desprenden de sus órbitas se les llaman electrones libres porque ya no están atados a ningún átomo y por ende, dejan un “hueco” en la línea de valencia donde salieron.

Los electrones nunca se tocan, o chocan uno con él y que el número máximo de electrones que puede haber en cada capa de valencia está dado por la ecuación: Ne = 2n2, donde n representa el número de la capa de valencia por ejemplo el número atómico del cobre es 29 quiere decir que cada núcleo de un átomo de cobre tiene29 protones, es decir, 29 cargas positivas y 29 cargas negativas también es decir 29 electrones girando sobre las capas de valencia distribuidas.

Por ejemplo, aplicando la ecuación anterior, en la capa número 1 hay 2 electrones, en la capa número 2 8 electrones y en la capa número 3 18 electrones, al sumar, nos da 28 electrones, pero como el número atómico se dice que hay 29 entonces falta un electrón, por lo tanto, es el único que estaría en la última capa de valencia, en este caso sería en la capa 4. El último electrón que se encuentra en la cuarta capa de valencia, puede que se vuelva un electrón libre con solo una excitación mínima y es por ello por lo que el cobre es un excelente conductor de flujo de electrones. los materiales conductores son por excelencia el oro y el cobre, aunque el átomo de germanio tiene una capa más de valencia respecto a la del silicio ambos son utilizados como materiales semiconductores. Se le denomina enlace covalente en 1917 Gilbert Newton Lewis anunció la regla del octeto que dice que cuando los átomos completan sus últimas capas de valencia con 8 electrones, la forma que adquiere es una estructura muy estable que nos da lugar a que haya electrones libres y a este efecto le llamó saturación de valencia. 

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