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9.- Materiales semiconductores.

Caso práctico

Imagen de varios transistores.

El grupo de amigos sigue conversando animadamente en la terraza de la cafetería, Leire observa la cantidad de dispositivos electrónicos que suman entre todos, móviles, notebooks, portátiles,...de todo hay.

- Es increíble la revolución de dispositivos electrónicos de los últimos años, ¿no os parece? - comenta.

- Así es, fue la invención de los transistores lo que inició dicha revolución, con él llego la miniaturización de los componentes, y llego al descubrimiento de los circuitos integrados. En la vida moderna nos encontramos rodeados por millones de transistores, en estos ordenadores hay 1.000 millones de ellos, unos 100 millones en el interior de un móvil como éste - dice Ander, un entusiasmado de la electrónica, señalando su smartphone.

- Sí, en el mundo debe de haber más transistores que personas...- prosigue Xabi. - Los llaman el milagro de los semiconductores, y es que los transistores se basan en las propiedades eléctricas de dichos materiales, en los que la conductividad eléctrica puede controlarse mediante factores como la temperatura, el voltaje que se les aplique, etc. ¿No os parece interesante?

Los semiconductores son materiales cuya conductividad eléctrica puede ser controlada, de manera que pueden comportarse como conductores o como aislantes.

Reflexiona

¿Cuál es la principal diferencia entre un material conductor, un semiconductor y un aislante? 
Imagen de diodos de led sobre un circuito integrado.

La resistencia al paso de la corriente de los semiconductores depende de diversos factores como la temperatura, la presión, el campo eléctrico o magnético, el grado de iluminación que se aplica, etc ; en cualquiera de los casos, se trata de un aporte de energía.

Es decir, los semiconductores puros, como silicio y germanio, tienen conductividades similares a los aislantes, pero mediante una aportación de energía pueden adquirir un comportamiento conductor. Lo que se hace es añadirles pequeñas cantidades de otros elementos, y así, el material semiconductor presenta una conductividad controlable eléctricamente. A esta modificación de los semiconductores puros, se le denomina dopado, y a los átomos que se introducen se les llama dopantes; y cuanto mayor sea el número de esos dopantes, más conductividad tendrá el semiconductor final.

Así por ejemplo, en el germanio, como en todos los semiconductores puros, a temperaturas muy bajas la conductividad es prácticamente nula, y aumenta considerablemente al aumentar la temperatura. De igual manera, cuando se ilumina un semiconductor con una radiación luminosa de energía variable, su conductividad varía. En cualquiera de los casos, al iluminar o aumentar la temperatura del material, en realidad se aporta energía.

El material semiconductor más utilizado es el Silicio (Si), seguido del Germanio (Ge). El silicio tiene buenas propiedades mecánicas y eléctricas (que se pueden modificar y mejorar y está presente en la arena por lo que se encuentra con abundancia en la naturaleza. La aplicación tecnológica más importante de los semiconductores son los transistores, y en general resultan esenciales para aplicaciones electrónicas, de computadoras y de comunicaciones.

Asimismo, los semiconductores son componentes esenciales en sistemas de fibras ópticas; la información se transmite por luz a través de sistemas de fibras ópticas, y los semiconductores, convierten las señales eléctricas en luz y viceversa.

Autoevaluación

Intenta clasificar estos materiales según su conductividad eléctrica en conductores (CN), semiconductores (SM), y aislantes (AS).

 

Clasificación de materiales según conductividad.
MaterialTipoMaterialTipo
Plata Germanio
Plásticos Cobre
Silicio Cuarzo

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Debes conocer

Los materiales semiconductores pueden ser intrínsecos o extrínsecos, para conocer las particularidades de cada uno, consulta este enlace:

Para saber más

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