Semiconductores – Introducción

Posted on Actualizado enn

Los semiconductores son la base de la electrónica, y son los que han permitido tener prácticamente todos los aparatos electrodomésticos y electrónicos de los que disfrutamos hoy en día.

Un semiconductor es un material intermedio entre un conductor y un aislante. El cobre es un buen conductor porque posee un electrón  en su orbital de valenciaúltimo capa” que es atraído muy débilmente por el núcleo y es posible arrancárselo fácilmente aplicando una fuerza externa “electrón libre”. Un aislante por el contrario es un material que no tiene electrones libres y presenta una gran resistencia al movimiento de los electrones.

Un semiconductor es aquel material que posee electrones libres en su orbital de valencia pero que lógicamente poseen una conductividad eléctrica inferior a las de un conductor.

El elemento semiconductor más usado es el silicio:

silicio

Como se puede ver, un átomo de silicio posee 14 protones y 14 electrones, situándose 4 de éstos en el orbital de valencia.

Si el mejor conductor tiene solo 1 electrón en su orbital de valencia y el mejor aislante 8, el mejor semiconductor tendrá 4 electrones.

Cuando los átomos de silicio se unen para formar un sólido lo hacen en una estructura ordenada llamada cristal, de tal manera que cada átomo de silicio comparte sus electrones de valencia con los átomos de silicio vecinos.

cristal silicio

Cada átomo vecino comparte un electrón con el átomo central, de esta forma el átomo central parece tener 4 electrones adicionales, sumando un total de 8 electrones en su orbital de valencia.

El calor hace que los átomos vibren hasta el punto de que los electrones del orbital de valencia se desliguen. Si esto sucede, el electrón liberado adquiere la energía suficiente para situarse en un orbital de nivel energético mayor, como se muestra en la siguiente figura:

vibracion electron

En ese orbital, el electrón es un electrón libre. La salida del electrón deja un vacío, que se denomina hueco, en el orbital de valencia y que se comporta como una carga positiva porque la pérdida de un electrón produce un ion positivo.

En un cristal de silicio puro, se crean el mismo número de electrones libres que huecos debido a la energía térmica. Los electrones se mueven de forman aleatoria a través del cristal, pudiendo aproximarse a un hueco donde será atraído y caerá hacia él. Esta unión de un electrón libre y de un hueco se llama recombinación.

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s