Los Semiconductores

Estmon712

30 Mar 201810:21

Summary

TLDREn este video se exploran los conceptos clave sobre conductores, semiconductores y aislantes, comenzando con la resistividad y la conductividad. Se aborda cómo los átomos, como los de silicio, afectan la conducción de electricidad y el papel del dopaje en los semiconductores. Se explican las bandas de valencia, prohibida y de conducción, y cómo las impurezas, como el fósforo y el boro, modifican las propiedades conductivas del material. Además, se analiza el impacto de la temperatura en los semiconductores, mostrando cómo el calor aumenta la conducción y disminuye la resistividad, aunque con excepciones. El video proporciona una comprensión integral sobre cómo la estructura atómica y las condiciones externas afectan la conductividad de los materiales.

Takeaways

😀 La resistividad mide cuánto un material dificulta el paso de corriente eléctrica, mientras que la conductividad es inversamente proporcional a la resistividad.
😀 Un material conductor tiene una resistividad baja y permite que la electricidad fluya fácilmente, mientras que un aislante tiene una resistividad alta y bloquea el flujo eléctrico.
😀 Los semiconductores tienen una resistividad intermedia, lo que los hace útiles en dispositivos electrónicos.
😀 La resistividad se puede calcular utilizando la fórmula: resistencia = resistividad * (longitud / área de la sección transversal).
😀 El silicio es el principal semiconductor utilizado en la industria electrónica, aunque se considera un semiconductor 'pobre' debido a su alta pureza.
😀 Los átomos de silicio y germanio tienen 4 electrones en su último nivel de energía, formando una red cristalina con enlaces covalentes.
😀 La conducción de electricidad en materiales como el cobre ocurre cuando los electrones libres se mueven con facilidad por el material al aplicar un voltaje.
😀 El dopaje de semiconductores con átomos como el fósforo (tipo N) o el boro (tipo P) mejora su conductividad sin convertirlos en conductores perfectos.
😀 El dopaje con fósforo agrega electrones libres, mientras que el dopaje con boro crea 'huecos' que permiten el movimiento de electrones en el material.
😀 Los semiconductores tienen una banda de valencia, una banda prohibida y una banda de conducción, siendo la energía necesaria para mover un electrón desde la banda de valencia a la de conducción menor en semiconductores dopados.
😀 La temperatura afecta la conductividad de los semiconductores: al aumentar la temperatura, aumenta el número de electrones libres, mejorando la conducción y reduciendo la resistividad.

Q & A

¿Qué es la resistividad y cómo se relaciona con la conductividad?
-La resistividad mide cuánta resistencia ofrece un material al paso de corriente eléctrica. La conductividad es inversamente proporcional a la resistividad, lo que significa que si un material tiene alta resistividad, tendrá baja conductividad, y viceversa.
¿Qué caracteriza a un material conductor?
-Un material conductor tiene una resistividad muy baja, lo que le permite permitir el paso de electricidad con facilidad. Ejemplos incluyen plata, cobre y oro.
¿Cuál es la diferencia entre un material conductor y un aislante?
-Los conductores tienen baja resistividad, permitiendo el paso de electricidad, mientras que los aislantes tienen alta resistividad, impidiendo el paso de electricidad. Un ejemplo de aislante es la mica.
¿Qué es un semiconductor y cómo se comporta?
-Un semiconductor tiene una resistividad intermedia, no es un conductor perfecto ni un aislante. Su capacidad de conducción varía dependiendo de factores como la temperatura o el dopaje.
¿Qué función tiene el dopaje en los semiconductores?
-El dopaje introduce impurezas en los semiconductores, lo que mejora sus propiedades conductivas sin convertirlos en conductores perfectos. El dopaje puede añadir átomos como fósforo o boro, creando semiconductores de tipo n o p.
¿Cómo se explica la conductividad de los metales como el cobre?
-En los metales como el cobre, el último electrón de cada átomo está muy alejado del núcleo, lo que facilita su separación y movimiento a través de un campo eléctrico, permitiendo la conducción eléctrica.
¿Qué ocurre cuando se añaden átomos como el fósforo o el boro al silicio?
-Cuando se añaden átomos como el fósforo (con un electrón extra) o el boro (con un electrón faltante) al silicio, se crea un semiconductor dopado. El fósforo crea un exceso de electrones, mientras que el boro genera 'huecos' donde los electrones pueden moverse.
¿Qué es la banda de valencia y la banda de conducción?
-La banda de valencia es donde los electrones están más fuertemente ligados al átomo, mientras que la banda de conducción es donde los electrones pueden moverse libremente, permitiendo la conducción. La región prohibida entre estas bandas determina la facilidad de conducción en un material.
¿Cómo afecta la temperatura a la conductividad de los semiconductores?
-A medida que la temperatura aumenta, la energía disponible para liberar electrones de los átomos también aumenta, lo que mejora la conductividad de los semiconductores. Este fenómeno se conoce como ionización y disminuye la resistividad.
¿Por qué la resistividad de los conductores aumenta con la temperatura?
-En los conductores, el calor no aumenta significativamente el número de electrones libres, pero sí hace que los electrones existentes se muevan de manera más desordenada, lo que dificulta el paso de energía y aumenta la resistividad.