tratado dd electronica

Capítulo II

Jorge Alberto Garbero
Ingeniería Electrónica
Email : electronicaautomotriz2010@hotmail.com

SEMICONDUCTORES
Los dispositivos de estado sólido son elementos pequeños pero versátiles que pueden
ejecutar una gran variedad de funciones de control en los equipos electrónicos. Al igual
que otros dispositivos electrónicos, son capaces de controlar casi instantáneamente elmovimiento de cargas eléctricas.
Se los utiliza como rectificadores, detectores, amplificadores, osciladores, conmutadores,
mezcladores, moduladores, etc.
Su peso y tamaño son reducidos, son de construcción sólida y muy resistente
mecánicamente lo que los hace libres de microfonismos y se los puede fabricar de manera
que sean inmunes a severas condiciones ambientales.
Materiales semiconductoresLos dispositivos de estado sólido hacen uso de la circulación de corriente en un cuerpo
sólido.
En general todos los materiales pueden clasificarse en tres categorías principales:
conductores

semiconductores

aisladores

Como su nombre lo indica, un material “semiconductor” tiene menor conductividad que
un “conductor” pero mayor conductividad que un “aislador”.
Hasta hace algunos años elmaterial más utilizado en la fabricación de semiconductores era
el “GERMANIO”, luego fue reemplazado por el “SILICIO”, material que sigue siendo
utilizado actualmente. De cualquier manera en muchos circuitos todavía son utilizados
diodos de germanio.
Resistividad
La aptitud de un material para conducir corriente (conductividad), es directamente
proporcional al número de electrones libresdel material. Se denomina electrones libres a
aquellos que se encuentran en la órbita más externa del átomo y que están unidos
débilmente al núcleo del mismo, por no estar completa la cantidad de electrones
correspondientes a dicha órbita.
Los buenos conductores tales como la plata, el cobre y el aluminio, tienen gran cantidad de
electrones libres. Su resistividad es del orden de unas pocasmillonésimas de ohmcentímetro3.
Los aisladores tales como el vidrio, el caucho y la mica, que tienen muy pocos electrones
unidos débilmente al núcleo, tienen resistividades que alcanzan millones de ohmcentímetro3.
El germanio puro tiene una resistividad de 60 ohms-centímetro3, mientras la resistividad
del silicio puro es considerablemente mayor, del orden de los 60.000 ohm-centímetro3.

1JORGE A. GARBERO – INGENIERIA ELECTRONICA

A estos materiales, cuando son utilizados para fabricar semiconductores, se le agregan
impurezas para reducir su resistividad hasta un orden de aproximadamente 2 ohmcentímetro3 a temperatura ambiente. Esta resistividad disminuye rápidamente a medida que
aumenta la temperatura en el cuerpo del semiconductor.
Estructura atómica
2da Capa

3er CapaNúcleo

1er Capa
Fig.1 – Átomo de Aluminio

-

Electrones / Cargas negativas / Cantidad Total = 13
Cantidad en 1er Capa = 2
Cantidad en 2da Capa = 8
Cantidad en 3er Capa = 3
- Núcleo formado por:
Protones / Cargas positivas / Cantidad = 13
Neutrones / Carga eléctrica neutra / Cantidad =14

Número atómico
13

Peso atómico = 27

La teoría electrónica explica que los átomos detodos los elementos están constituidos de
forma similar a la del aluminio:
• un núcleo formado por protones y neutrones
• girando alrededor de él, un número de electrones igual al número de protones
distribuidos estos en capas y cada uno en su órbita, (esta de forma elíptica).
“Por ser la carga eléctrica de los ELECTRONES NEGATIVA y la de los PROTONES
POSITIVA y además contar el átomo con lamisma cantidad de cada uno de ellos, estas
cargas se compensan entre sí dando como resultado un estado de carga eléctrica neutra
en el átomo”.
“Por estar la materia formada por átomos, también es neutra en su estado normal, es
decir está equilibrada eléctricamente”.

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JORGE A. GARBERO – INGENIERIA ELECTRONICA

Electrones Libres
Si fuera posible observar un grupo de átomos que...