JUNTURA
P-N
POLARIZACION INVERSA.
POLARIZACION DIRECTA.
SIMBOLO DEL DIODO SEMICONDUCTOR.
CONDUCE LA CORRIENTE NO CONDUCE LA CORRIENTE.
Tipos de semiconductores.
Conducción Intrínseca: Un elemento tetravalente (grupo IV), si comparte
todos sus electrones es un aislante perfecto y no contribuye a la conductividad
eléctrica, esto ocurre a latemperatura del
cero absoluto (no hay movimiento térmico). Pero si se somete a temperatura
ambiente en la agitación térmica es suficiente para arrancar un electrón
apareciendo así un doble efecto: |
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el electrón al moverse contribuye a la conducción y deja una vacante llamada
hueco. Este hueco puede ser ocupado por otro electrón. Surge así un portador de
carga positiva y otro negativo denominado par electrón-hueco. Si aparecen en el
cristal muchos pares de este tipo puede ocurrir que choquen un electrón y un
hueco produciéndose una recombinación, en este caso ninguno de los dos toman
parte en la conducción. Con el tiempo se establece un equilibrio, es decir, el
número de pares engendrados será igual al de recombinaciones, siendo la
conductividad constante, es lo que se denomina conductividad intrínseca del material a una
temperatura determinada. Si aumentamos la temperatura, el movimiento térmico
aumentará la intensidad originando un mayor número de pares, con lo que se
establecerá el equilibrio para una mayor concentración. Este efecto puede
producirse tanto por energía térmica como
por energía luminosa. El número Z de portadores de cargas libres aumenta
aproximadamente de forma exponencial con la temperatura y para una temperatura
determinada, depende de la energía necesaria para romper la ligadura, magnitud
característica del
semiconductor.
Conducción Extrínseca: Cuando a una cristal de cualquier elemento (por
ejemplo el Silicio (Si)) le introducimos un átomo distinto pero que sea
pentavalente (porejemplo Antimonio (Sb)) sobra un electrón que no es necesario
para producir los enlaces en la estructura cristalina. Una pequeña energía será
suficiente para soltarlo del
átomo introducido y convertirlo en el electrón de conducción. Sólo con la
energía correspondiente a la temperatura ordinaria para que los electrones
sobrantes del Sb queden sueltos eliminando los propios huecos existentes por la
propia continuidad del cristal y quedando al final una conducción eléctrica
producida sólo por lo electrones, el Sb queda entonces cargado positivamente y
recibe el nombre de “dador”. A esta forma de conducción se le llama de tipo “N”
y a la impurificación del cristal con el dador se le denomina dopar el cristal.
Cuando se dopa el Si con un átomo trivalente, por ejemplo el Aluminio (Al) el
proceso es análogo. Aquí hay un puesto vacante que puede ser ocupado por un
electrón con lo que resulta un hueco. Al Átomo introducido (Al) se le llama
“aceptor” y al mecanismo de conducción, debido a los huecos se le llama de tipo
“P”. De lo dicho anteriormente podemos deducir que el tipo de conducción
depende de los portadores de cargas libres que se encuentran y no del cristal,
este en conjunto permanecerá neutro.
Efecto Hall: Da una confirmación experimental de la conductividad en los
semiconductores a la vez que permite medir el tipo de carga de los portadores y
su concentración. De su experimento según varios parámetros nos da información
sobre el tipo de semiconductor que es. |
SEMICONDUCTOR TIPO N:
Este tipo de semiconductor trata deemparejar los materiales con respecto a sus
cargas y lo realiza con enlace de impurezas a ambos materiales. Por lo tanto,
la impureza puede donar cargas con carga negativa al cristal, lo cual nos
explica el nombre de tipo N (por negativo).
Determinar las condiciones para optimizar el uso de
los fertilizantes y del agua, y la fijación
biológica del
nitrógeno.
La técnica permite calcular el total de nitrógeno que se ha fijado durante todo el período de crecimiento. Por este medio, pueden determinarse y seleccionarse para el
mejoramiento genético leguminosas fijadoras de nitrógeno más eficiente con
mayor rendimiento y contenido proteínico.
Erradicar o luchar contra las plagas de insectos. Esta
técnica consiste en la esterilización de insectos machos criados en
instalaciones, mediante la irradiación antes de incubación, y la posterior
suelta de millones de insectos estériles en zonas infectadas. Al aparearse con
los insectos hembras, no se produce descendencia, lo que va
reduciendo gradualmente, y acaba por erradicar, la población de insectos.
Aumentar la variabilidad genética de las especies vegetales;
Reducir las pérdidas posteriores a la cosecha eliminando la germinación y la
contaminación y prolongando el período de conservación de los productos
alimenticios. El uso de la tecnología de las
radiaciones para conservar los alimentos aumenta cada día en el mundo. En 37
países, las autoridades sanitarias y de seguridad de los alimentos han aprobado la irradiación de más de 40 clases de productos
alimenticios, que van desde especias y granos hasta pollo deshuesado, frutas y
vegetales.
Ayudar a determinar las rutas de los plaguicidas y los
productos agroquímicos en el medio ambiente y en la cadena alimentaria.
la energía nuclear y la Industria
La utilización de los radioisótoposy radiaciones en la industria moderna es de
gran importancia para el desarrollo y mejoramiento de los procesos, para las
mediciones y la automatización y para el Control de Calidad. En
la actualidad, casi todas las ramas de la industria utilizan radioisótopos y
radiaciones en diversas formas. El empleo de medidores radioisotópicos
de espesor es un requisito previo para la completa
automatización de las líneas de producción de alta velocidad de hojas de acero
o de papel. Los trazadores brindan información exacta sobre
las condiciones de equipos industriales costosos y permiten prolongar su vida
útil.
Formas de obtención: Encontrar recursos energéticos casi inagotables, baratos y
no contaminantes ha sido un afán del hombre casi desde el primer momento.
El gran salto cuantivo lo dió el descubrimiento, hacia el año 1938-1939, es
decir, la separación del
nucleo de un átomos en otros elementos , liberaba gran
cantidad de energía.
Desgraciadamente esta energía, a pesar de su rendimiento, es también altamente
peligrosa- recerdese que uno de el militar en Hiroshima y Nagasaki, y el
desastre de Chernobil-. La alternativa del futuro es la fusión nuclar.
Las diferencias entre la fisión y la fusión nuclear son;
Por la fusión nuclear, un nucleo pesado como el Uranio 235, es dividido
generalmente en dos nucleosmás ligeros debido a la colisión de un neutron
(recordemos que un átomo se compone de electrones, neutrones y protones). Como el neutron no tiene
carga electrica atraviesa facilmente el nucleo del
Uranio. Al dividirse este, libera más neutrones que
colisionan con otros átomos de Uraniocreando la conocida reacción en cadena de
gran poder radiactivo y energético. Esta reacción se produce a un ritmo muy acelerado en las bombas nucleares, pero es
controlado para usos pacíficos.
Por contra, la fusión es la unión de dos nucleos ligeros en uno más pesado,
obteniéndose del
orden de cuatro veces más energía que en la fisión.
Mientras que la fisión nuclearse conoce y puede controlarse bastante bien, la
fusión plantea el siguiente gran inconveniente, que hace que continue en fase
de estudio, aunque entrando en el siglo XXI se espera resolver:
• Para que la reacción de la fusión sea posible hay que vencer la repulsión
electroestática entre dos nucleos igualmente cargados; esto es, al existir
nucleos atómicos con igual carga, y e
El material semiconductor de tipo N comercial se fabrica añadiendo a un cristal
de silicio pequeñas cantidades controladas de una impureza seleccionada. A
estas impurezas también se les llama contaminantes, claro así se le llaman a
las impurezas que se agregan intencionalmente. Los contaminantes de tipo N mas
comunes son el fósforo, arsénico y antimonio. A
estos semiconductores se les conoce también como
donadores, y como este nombre lo indica
estos semiconductores pasas cargas a el material que le hace falta
para así poder emparejar este material, y es por eso que se les conoce
mayormente como
donadores.
SEMICONDUCTOR TIPO P:
El semiconductor tipo P se produce también comercialmente por el
proceso de contaminación, en este caso el contaminante tiene una carga menos
que el semiconductor tipo N, entre los mas comunes podemos encontrar el
aluminio, boro, galio y el indio.
Conocidos como
aceptores el cual contiene espacios y necesita que sean llenados para emparejar
el material.
SEMICONDUCTOR UNION PN:
Al combinar los materiales de tipo P y N se obtienen datos y cosas muy curiosas
pero lo mas importante y relevante es la formación del tipounión PN. Una unión se compone
de tres regiones semiconductoras, la región tipo P, una región de agotamiento y
la región tipo N.
La región deagotamiento se forma al unir estos dos materiales y aquí es donde
los átomos que le sobran al tipo N pasan a llenar los espacios que deja el tipo
P así complementándose uno con otro. Lo más importante de la unión es su
capacidad para pasar corriente en una sola dirección.
