Electricidad

Electrotecnia 13/06/13 Propiedades de algunos materiales:

Conductancia: Es la propiedad de algunos materiales de conducir electricidad
Semiconductores: será la conductancia específica del material, la inversa a la resistividad.
La aptitud de un material para conducir corriente (conductividad) es directamente proporcional al número de electrones libres (unidos débilmente) al núcleoatómico del material. Los buenos conductores tales como la plata, el cobre y el aluminio tienen gran cantidad de electrones libres.
Sus resistividades son del orden de unas pocas millonésimas de ohm.cm (10-6 .cm). Los aisladores tales como el vidrio, el caucho y la mica, que tienen muy pocos electrones unidos débilmente tienen resistividades que alcanzan, varios millones de ohm.cm. Losmateriales semiconductores se encuentran entre estos dos extremos.
Ge Germanio (Conductor) (Aislante) Ge puro 60  . Cm
Si Silicio Cu Ge Si Vidrio Si puro 60.000.Cm

(Semiconductores)
Un dato muy importante es que la resistividad de estos materiales disminuye rápidamente a medida que aumentala temperatura. Este efecto desagradable denominado “Excursión térmica” y que lleva a la destrucción del material.
La conductividad entonces de estos elementos será entonces muy sensible a los cambios de temperatura, a la luz, o a las impurezas que se le han aplicado. A efectos microscopio este cambio de resistividad se deberá a la cantidad de electrones débilmente ligados al núcleo atómicocapaces de conducir corriente eléctrica.
Para obtener los electrones para el transporte de la corriente eléctrica se “droga” o dopa el material base (Si, Ge, Se) con un material que puede conferir (donar) (Fosforo, antimonio, arsénico) o (captor, receptor). (Aluminio, Galio, Indio).
Ejemplo: Cristal de silicio dopado. Cada átomo de Si tiene cuatro electrones de valencia (representados por punto). Serequerirán dos para formar un enlace covalente.



Cristal de Si
Cristal Tipo N:
Si Si Si Si Electrón Libre
Si Si P Si

Cristal de Si de Tipo N, un átomo contaminante en proporción de 1:106





Cristal Tipo P:







En el silicio Tipo P, losátomos de tres electrones de valencia como el aluminio provocan diferencia de electrones o huecos que se comportaban como “electrones positivos”. Los electrones o los huecos pueden facilitar la conducción de corriente eléctrica.

Junturas: Cuando se unen los materiales Tipo N y Tipo P se produce un fenómeno singular muy importante en el lugar donde se ponen en contacto los dos materiales (llamadoentonces juntura PN).
En la juntura se produce una interacción entre los dos tipos de materiales como resultado de las lagunas o huecos en un material y de los electrones excedentes en el otro.
Dibujo diorsinnnnnn GEGEGE xD
Explicación: Cuando se forma una juntura P-N algunos de los electrones libres del material tipo N se difunden a través de la juntura y se recombinan con las lagunas de laestructura cristalina tipo P; en forma similar algunas de las lagunas del material tipo P se difunden a través de la juntura y se recombinan con los electrones libres del material tipo N. Esta interacción o difusión es puesta en equilibrio por una pequeña región de carga especial llamada a veces región de transmisión, capa de deserción y/o Zona de deplexión.
El material tipo P adquiere asi unaligera carga negativa y el materias tipo N una ligera carga positiva.
La energía térmica hace que los portadores de carga (electrones y lagunas) se difundan de un lado a otro de la juntura P-N, esta circulación de portadores de carga se denomina corriente de difusión. Como resultado del proceso de difusión, se produce un gradiente de potencial a través de la región de carga especial. Este...