Semiconductores

SEMICONDUCTORES
Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre, a temperaturas muy bajas, los semiconductores puros se comportan como aislantes. Sometidos a altas temperaturas, mezcladoscon impurezas o en presencia de luz, la conductividad de los semiconductores puede aumentar de forma espectacular y llegar a alcanzar niveles cercanos a los de los metales.

El elemento semiconductor más usado es el Silicio, el segundo el Germanio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos II y III con los de los grupos VI y V respectivamente.Posteriormente se ha comenzado a emplear también el azufre. La característica común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p².

HISTORIA DE LOS DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

A partir de la década de 1950, los dispositivos semiconductores -conocidos también como dispositivos de estado sólido remplazaron los tubos electrónicos de la industriatradicional. Por la enorme reducción de tamaño, consumo de energía y costo, acompañada de una mucho mayor durabilidad y confiabilidad, los dispositivos semiconductores significaron un cambio revolucionario en las telecomunicaciones, la computación, el almacenamiento de información.

Desde el punto de vista de su forma de operación, el dispositivo semiconductor más simple y fundamental es el diodo;todos los demás dispositivos pueden entenderse en base a su funcionamiento.

FUNCIONAMIENTO DE UN SEMICONDUCTOR

Cuando a un elemento semiconductor le aplicamos una diferencia de potencial o corriente eléctrica, se producen dos flujos contrapuestos: uno producido por el movimiento de electrones libres que saltan a la “banda de conducción” y otro por el movimiento de los huecos que quedan en la“banda de valencia” cuando los electrones saltan a la banda de conducción.

Si analizamos el movimiento que se produce dentro de la estructura cristalina del elemento semiconductor, notaremos que mientras los electrones se mueven en una dirección, los huecos o agujeros se mueven en sentido inverso. Por tanto, el mecanismo de conducción de un elemento semiconductor consiste en mover cargas negativas(electrones) en un sentido y cargas positivas (huecos o agujeros) en sentido opuesto.

Ese mecanismo de movimiento se denomina "conducción propia del semiconductor", que para las cargas negativas (o de electrones) será "conducción N", mientras que para las cargas positivas (de huecos o agujeros), será "conducción P".

Aplicaciones de los semiconductores

Las aplicaciones de lossemiconductores se dan en diodos, transistores y termisores principalmente.

Diodos: Al unir un semiconductor N con otro P se produce un fenómeno de difusión de cargas en la zona de contacto, que crea una barrera de potencial que impide a los demás electrones de la zona N saturar los restantes huecos positivos de la zona.

Si unimos un generador como se indica en la figura los electrones libres de lazona N son repelidos por el polo negativo y los huecos de la zona P por el polo positivo, hacia la región de transición, que atraviesan. La corriente pasa. No ocurriría esto si la conexión se hubiera hecho con la polaridad invertida. El dispositivo es un “diodo semiconductor” y actúa como rectificador de corriente.

Transistores: Un transistor está constituida por dos zonas:

1.- Dos N separadaspor una P (transistor NPN), esta disposición proporciona al conjunto unas propiedades particulares, en especial amplificadoras.
2.- Dos P separadas por una N (transistor PNP), permiten actuar sobre la intensidad de la corriente electrónica que pasa entre dos cristales semiconductores del mismo tipo, por medio de un electrodo metálico aislado por una delgada capa de óxido. Un transmisor se...